WO2014019211A1 - 色散估计的方法、装置和系统 - Google Patents
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- WO2014019211A1 WO2014019211A1 PCT/CN2012/079619 CN2012079619W WO2014019211A1 WO 2014019211 A1 WO2014019211 A1 WO 2014019211A1 CN 2012079619 W CN2012079619 W CN 2012079619W WO 2014019211 A1 WO2014019211 A1 WO 2014019211A1
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- H04B10/0795—Performance monitoring; Measurement of transmission parameters
- H04B10/07951—Monitoring or measuring chromatic dispersion or PMD
Definitions
- the present invention relates to the field of communications and, more particularly, to methods, apparatus and systems for chromatic dispersion estimation. Background technique
- a method of chromatic dispersion estimation is known, that is, for a signal of unknown dispersion, all possible dispersion values are scanned at a certain step interval, and a cost function is designed for each dispersion value (also referred to as algorithm design). Calculate the corresponding function value, and finally find the actual dispersion value by comparing all the calculated function values (maximum or minimum value) to achieve the dispersion estimation.
- Embodiments of the present invention provide a method for quickly estimating a dispersion value of a signal.
- a method for chromatic dispersion estimation comprising: calculating an autocorrelation function of a signal power of a target optical signal, and acquiring an autocorrelation function sequence of the autocorrelation function; determining a pulse according to the autocorrelation function sequence Position, the pulse position corresponding to the position of the pulse peak of the autocorrelation function; determining the dispersion value of the target optical signal according to the pulse position.
- the method before the target optical signal is a non-return to zero code format signal, before determining the autocorrelation function sequence according to the autocorrelation function of the signal power of the target optical signal, the method further includes: Performing a first process on the target optical signal to cancel zero-frequency interference of the target optical signal.
- the method before determining an autocorrelation function sequence according to an autocorrelation function of a signal power of the target optical signal, the method further includes: The target optical signal is subjected to a second process to cancel the DC component interference of the target optical signal.
- determining the pulse position according to the sequence of the autocorrelation function comprises: according to the autocorrelation function a sequence, determining a first autocorrelation function sequence, the first autocorrelation function sequence The pulse peak is included; the pulse position is determined according to the first autocorrelation function sequence.
- the determining according to the first autocorrelation function sequence The pulse position includes: performing a first moving average processing on the first autocorrelation function sequence according to the preset first window; determining the pulse position according to the first autocorrelation function sequence ⁇ ij after the first moving average processing .
- the first possible implementation manner, the second possible implementation manner, the third possible implementation manner, and the fourth possible implementation manner in the fifth possible implementation manner, Determining the pulse position by the first sliding average processed first autocorrelation function sequence, comprising: determining, according to the first serial number and the first preset value, a second window, wherein the first serial number is after the first sliding average processing a sequence number of the element having the largest value in the first autocorrelation function sequence; determining a second autocorrelation function sequence according to the first autocorrelation function sequence and the second window; and according to the second window, the second autocorrelation function sequence Performing a second moving average process; determining the pulse position according to the second autocorrelation function sequence after the second moving average process.
- the determining the second window according to the first serial number and the first preset value includes: determining, according to the first serial number and the first preset value, a first range from the first autocorrelation function sequence, The first range is centered on the first serial number, and the size of the first range corresponds to the first preset value; according to the first element having the largest value in the first range and the second preset value, the first Determining a second range in the sequence of autocorrelation functions, the second range being centered on a sequence number of the first element, the size of the second range corresponding to the second preset value; according to the first element and the second range The second element having the second largest value in the middle determines the second window.
- the determining the target according to the pulse position determining a dispersion value of the target optical signal according to the following formula
- CZ represents a dispersion value
- n represents a sequence number of the pulse position in the sequence of the autocorrelation function, Hey.
- c represents the vacuum light speed
- ⁇ represents the wavelength of the target optical signal
- SamplingRate represents the sampling rate of the analog-to-digital converter
- SymbolRate represents the symbol rate of the target optical signal.
- a device for estimating a dispersion comprising: a power autocorrelation processing unit, an autocorrelation function for calculating a signal power of a target optical signal, and obtaining an autocorrelation function sequence of the autocorrelation function, and Transmitting, to the pulse position searching unit, information indicating the sequence of the autocorrelation function; a pulse position searching unit, configured to acquire information indicating the sequence of the autocorrelation function from the power autocorrelation processing unit, and determine a pulse position according to the sequence of the autocorrelation function a pulse position corresponding to a position of a pulse peak of the autocorrelation function, and transmitting information indicating the pulse position to the dispersion value determining unit; the dispersion value determining unit configured to acquire, from the pulse position searching unit, the position indicating the pulse Information, and determining a dispersion value of the target optical signal based on the pulse position.
- the apparatus further includes: a first interference processing unit, configured to perform a first processing on the target optical signal to eliminate Zero frequency interference of the target optical signal.
- the apparatus further includes: a second interference processing unit, configured to perform a second processing on the target optical signal to eliminate the target The DC component of the optical signal interferes.
- the pulse position searching unit is specifically configured to determine, according to the autocorrelation function sequence An autocorrelation function sequence, the first autocorrelation function sequence including the pulse peak; and configured to determine the pulse position according to the first autocorrelation function sequence.
- the pulse position searching unit is specifically configured to be preset according to the preset a first window, performing a first moving average processing on the first autocorrelation function sequence; and determining the pulse position according to the first autocorrelation function sequence after the first moving average processing.
- the searching unit is specifically configured to determine, according to the first serial number and the first preset value, a second window, where the first serial number is a sequence number of the largest value of the first autocorrelation function sequence after the first sliding average processing; Determining, according to the first autocorrelation function sequence and the second window, a second autocorrelation function sequence; and performing second sliding on the second autocorrelation function sequence according to the second window An averaging process; configured to determine the pulse position according to the second autocorrelation function sequence after the second moving average processing.
- the pulse position searching unit is configured to determine, according to the first serial number and the first preset value, a first range from the first autocorrelation function sequence, where the first range is centered on the first serial number.
- the size of the first range corresponds to the first preset value; and is configured to determine a second range from the first autocorrelation function sequence according to the first element having the largest value in the first range and the second preset value
- the second range is centered on the sequence number of the first element, and the size of the second range corresponds to the second preset value; and the second largest value is used according to the first element and the second range
- the second element determines the second window.
- the dispersion value determining unit is specifically configured to use a dispersion value of a root
- CZ represents the dispersion value and n represents the sequence number of the pulse position in the autocorrelation function sequence, ⁇ .
- c represents the vacuum light speed, indicating the wavelength of the target optical signal
- Sam ⁇ Rafe represents the sampling rate of the analog-to-digital converter
- SymbolRate represents the symbol rate of the target optical signal.
- a system for chromatic dispersion estimation comprising: a bus; a processor coupled to the bus; a memory coupled to the bus; wherein the processor calls the program stored in the memory through the bus And an autocorrelation function for calculating a signal power of the target optical signal, and acquiring an autocorrelation function sequence of the autocorrelation function; determining a pulse position according to the autocorrelation function sequence, the pulse position and a pulse peak of the autocorrelation function The appearance position corresponds to; according to the pulse position, the dispersion value of the target optical signal is determined.
- the processor calls, by using the bus, a program stored in the memory, for performing the first optical signal on the target optical signal.
- a process to eliminate zero-frequency interference of the target optical signal in a second possible implementation manner, invokes a program stored in the memory, for performing a second processing on the target optical signal. To eliminate DC component interference of the target optical signal.
- the processor by using the bus, invokes a program stored in the memory, specifically for Determining, according to the sequence of autocorrelation functions, a first autocorrelation function sequence, the first autocorrelation function sequence including the pulse peak; determining the pulse position according to the first autocorrelation function sequence.
- the processor is used to call the memory through the bus.
- a stored program configured to perform a first moving average processing on the first autocorrelation function sequence according to the preset first window; and configured to determine the first autocorrelation function sequence according to the first moving average processing Pulse position.
- the processor And the program stored in the memory is used to determine, according to the first serial number and the first preset value, a second window, where the first serial number is the first autocorrelation function after the first sliding average processing a sequence number of the element having the largest value in the sequence; configured to determine a second autocorrelation function sequence according to the first autocorrelation function sequence and the second window; and configured to perform the second autocorrelation function sequence according to the second window a second moving average process; configured to determine the pulse position according to the second autocorrelation function sequence after the second moving average process.
- the processor calls, by using the bus, a program stored in the memory, to specifically determine, according to the first serial number and the first preset value, a first range from the first autocorrelation function sequence, where The first range is centered on the first serial number, and the size of the first range corresponds to the first preset value; and is configured to: according to the first element and the second preset value that have the largest value in the first range, Determining a second range in the first autocorrelation function sequence, the second range being centered on a sequence number of the first element, the size of the second range corresponding to the second preset value; The second element having the second largest value in the second range determines the second window.
- the processor by using the bus, invoking a program stored in the memory, to specifically determine a dispersion value of the target optical signal according to the following formula
- CZ represents the dispersion value
- n represents the serial number of the position where the dispersion occurs in the autocorrelation function sequence
- ⁇ Indicates the initial transmitter optical pulse width of the target optical signal
- c represents the vacuum light speed, indicating the wavelength of the target optical signal
- Sam ⁇ Rafe represents the sampling rate of the analog-to-digital converter
- SymbolRate represents the symbol rate of the target optical signal.
- a method, apparatus, and system for chromatic dispersion estimation can obtain a position of a pulse peak of a power autocorrelation function by acquiring a power autocorrelation function of a target optical signal, and can scan all possible chromatic dispersion values without scanning Next, the dispersion value of the target optical signal is determined according to the position of the occurrence of the pulse peak, and the purpose of reaching the dispersion value of the fast estimation signal is obtained.
- 1 is a schematic flow chart of a method of dispersion estimation according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a schematic block diagram of an apparatus for dispersion estimation in accordance with an embodiment of the present invention.
- FIG. 3 is a schematic block diagram of a method of dispersion estimation in accordance with an embodiment of the present invention. Detailed ways
- FIG. 1 is a schematic flowchart of a method 100 for chromatic dispersion estimation according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the method 100 includes: S110. Calculate an autocorrelation function of a signal power of the target optical signal, and obtain an autocorrelation function sequence of the autocorrelation function;
- the optical signal is detected (for example, a single polarization phase shift keying method) (PSK, Phase Shift Keying) signal, polarization demultiplexing (PDM, Polarization Division Multiplexing) PSK signal or Quadrature Amplitude Modulation (QAM) signal, when there is dispersion, the power autocorrelation function of the optical signal will A pulse peak appears, and there is a mapping correspondence between different pulse peak occurrence positions and different dispersion values. Therefore, in the embodiment of the present invention, the position of the pulse peak in the autocorrelation function of the signal power of the optical signal can be used. , determine the dispersion value of the optical signal.
- PSK Phase Shift Keying
- PDM Polarization demultiplexing
- QAM Quadrature Amplitude Modulation
- the target optical signal is an optical signal that requires estimation of dispersion.
- the target optical signal may be subjected to the following processing. Taking a single polarization system as an example, in the coherent receiver, the target optical signal and the local oscillator are mixed in a mixer (Hybrid), and balanced reception is performed. The machine is converted into two currents of in-phase current and quadrature current. After being sampled by two high-speed analog-to-digital converters (ADC, analog to digital converter), it is converted into a digital signal to obtain an I signal.
- ADC analog-to-digital converter
- the (codirectional signal) and the Q signal quadrature signal
- the autocorrelation function of the signal power of the target optical signal can be determined based on the I signal and the Q signal.
- an autocorrelation function for determining the signal power of the target optical signal by the I signal and the Q signal will be described as an example.
- the method further Includes:
- zero-frequency interference means that the target optical signal is non-return to zero (NRZ, No Return)
- the Q signal is subjected to delay processing and subtraction processing to achieve high-pass filtering of the target optical signal, wherein the delay used in the delay processing may be, for example, one symbol period. Thereby, it is possible to prevent the acquired autocorrelation function from having a large peak at the zero frequency position.
- the method before determining the autocorrelation function sequence according to the autocorrelation function of the signal power of the target optical signal, the method further includes:
- a second process is performed on the target optical signal to cancel DC component interference of the target optical signal.
- the I signal and the Q signal (specifically, the I signal sequence corresponding to the I signal and the Q signal sequence corresponding to the Q signal) may be squared and processed. And then subtracting the signal mean from the signal subjected to the squared summation, wherein, by way of example and not limitation, the signal mean may be determined by, for example, obtaining an I signal sequence corresponding to the I signal, and The Q signal sequence corresponding to the Q signal is then summed with the I signal sequence and the Q signal sequence, and then divided by the length of the I signal sequence and the Q signal sequence to determine the signal mean.
- the blocking processing of the target optical signal can be realized, so that the unnecessary autocorrelation function portion generated by the direct current component can be removed.
- the target optical signal subjected to the above processing may be subjected to Fourier transform, squared by amplitude, and finally subjected to inverse Fourier transform to obtain an autocorrelation function of the signal power of the target optical signal, and then According to the autocorrelation function, an autocorrelation function sequence in which each function value of the autocorrelation function is an element is generated (hereinafter, referred to as [ «] for convenience of explanation). And the autocorrelation function is expressed as:
- FFT represents a fast Fourier transform
- IFFT represents a fast inverse Fourier transform
- y W represents a signal power (optical power) of the target optical signal
- R ⁇ ] is a sequence of functions (autocorrelation function sequence) generated from the autocorrelation function (w).
- the position (pulse position) of the pulse peak can be searched from the W, i.e., the sequence number of the pulse peak in W is determined.
- the element with the largest value in W (recorded as element a) may be searched, and the position of the element a is determined as the position of the pulse peak, and the sequence number of the element a may be recorded to
- the dispersion value is determined later, the dispersion value is determined based on the position of the pulse peak in W, or the number of the element a in W (denoted as nj (described later in detail).
- determining the pulse position according to the sequence of the autocorrelation function includes: Determining, according to the sequence of the autocorrelation function, a first autocorrelation function sequence, the first autocorrelation function sequence including an element corresponding to the pulse peak;
- the pulse position is determined based on the first autocorrelation function sequence.
- an interval may be selected from the w as a search range (ie, a first autocorrelation function sequence, hereinafter, referred to as 2 W for convenience of explanation), and in the present invention
- W can be used as W 2 W or ⁇ WJNJ
- the element from the sequence number to the element numbered N 2 is taken as ? 2 [/i] , where the start position (sequence number) selected in W and the end position (sequence number) selected in N 2 are indicated.
- determining the first self-correlation function sequence according to the sequence of the autocorrelation function includes:
- N can be determined according to the following formula 1:
- Be is the receiver's electrical bandwidth
- SamplingRate is the ADC sampling rate. Normally, Be>10GHz, SamplingRate>20G Sa/s.
- N 2 may represent the maximum range in which dispersion estimation can be performed, and in the embodiment of the present invention, N 2 >Ni.
- determining the pulse location according to the first autocorrelation function sequence includes:
- sliding window averaging processing (first moving average processing) is performed on ? 2 W, and, as an example and not limitation, the window width of the sliding window averaging processing (recorded as widthj may be
- the method of averaging processing of the sliding window is the same as that of the prior art, and here, in order to avoid redundancy, the description thereof is omitted.
- the noise interference in the autocorrelation function can be reduced, and the position (pulse position) of the determined pulse peak can be made more accurate.
- the numerical values listed above as widths are only an exemplary description of the present invention, and are not limited thereto.
- n the serial number of the element c (denoted as n 3 ), so that n can be determined according to the following formula 3
- the value of 11! determines the dispersion value (detailed later).
- determining the pulse position according to the first self-correlation function sequence after the first moving average processing comprises:
- half of the full width at half maximum (FWHM, Full Width Half Maximum) of the pulse peak corresponding to the generated dispersion in the autocorrelation function that is, the binary value of the pulse peak (maximum value)
- FWHM Full Width Half Maximum
- the pulse width is sought, and then, for example, one-half of the pulse width is used as the second window, specifically, after determining n 2 , it can be from W 2 W,
- the preset range centered on n 2 (corresponding to the first preset value, for example, 5 units, where "unit" can be the unit number), the element with the largest search value (recorded as element d) And determining the first threshold according to the value of the element d.
- an interval can be selected from the ? 2 W as the search range (ie, the second autocorrelation function sequence, hereinafter, for convenience of explanation, denoted as 4 W), in this
- w 2 w may be taken as w 4 w, or ⁇ R 2 [N 3 ]: R 2 [N 4 ] ⁇ may be used (ie, the element from the serial number N 3 to the serial number in w 2 w is The element of N 4 is taken as ? 4 ], where N 3 represents the starting position (sequence number) selected, and N 4 represents the ending position (sequence number) selected in ? 2 [/ ⁇ ].
- N 3 can be determined according to Equation 5 below, namely:
- N 3 ti - width 2 - 1
- N 4 can be determined according to Equation 6 below, namely:
- N 4 t 2 + width 2 +1 Equation 6
- the moving average processing (second moving average processing) is performed on the 4 W according to the width 2 , and below, for the sake of easy understanding, the sequence generated after the processing is referred to as R 5 [ «], and R can be searched.
- the element with the largest value in 5 w (denoted as element g), and the position of the element g is determined as the position of the pulse peak, and the sequence number of the element g in [ «] (denoted as n 4 ) can be recorded, since
- Ii! n 4 + tj - width 2 + ⁇ - 3
- width 2 floor ⁇ ( t 2 — ) /2 ⁇ — 1.
- the value of 11! determines the dispersion value (detailed later).
- the noise interference in the autocorrelation function can be reduced, and the position (pulse position) of the determined pulse peak can be made more accurate.
- determining the second window according to the first serial number and the first preset value including:
- the second window is determined based on the first element and the second element having the second largest value in the second range.
- n 2 is the center's preset range (ie, the first range, corresponding to the first preset value, for example, may be 5 units, here "unit" may be the unit number), searching for the element with the largest value ( That is, the element d).
- the preset range centered on the sequence number of the element d in ? 2 W (ie, the second range corresponds to the second preset value, for example, may be 10 units, where "unit" may be For the unit number), search for the second largest element of the value (denoted as element h).
- the positional relationship between the element d and the element h is determined.
- the element d is taken as the example on the right side of the element h (ie, the sequence of the element d in ? 2 W is larger than the element h in ? 2 The serial number in W) is explained.
- a first threshold is determined, here, by way of example and not limitation, one-half of the value of the element d is taken as the first threshold.
- an interval may be selected from the W 2 W as the search range (ie, the second autocorrelation function sequence, hereinafter, for convenience of explanation, it may be noted that in the embodiment of the present invention, w 2 w may be As R 6 [ «] , ⁇ R 2 [N 5 ] : R 2 [N 6 ] ⁇ can also be used (ie, w 2 w from the serial number is The element of N 5 to the element of the sequence number N 6 is taken as R 6 [ «], where N 5 represents the start position (sequence number) selected in ? 2 W, and N 6 represents the end position (sequence number) selected in .
- N 5 can be determined according to Equation 9 below, namely:
- N 5 t 3 - width 3 - 1
- N 6 can be determined according to the following formula 10, namely:
- N 6 t 4 + width 3 + 1
- the window width used for the sliding average processing of R 6 [ «] can be determined according to the following formula 11 (another example of the second window, denoted as width 4 ), that is,
- Width 4 2 X width 3 +1 Equation 11
- R 7 [ «] the sequence generated after the process is referred to as R 7 [ «], from which R 7 [ «] select a section as a search range
- R 8 [ «] the sequence generated after the process
- in embodiments may be R 7 W as R 8 W
- N 7 represents a selected from R 7 [ w ] Start position (serial number)
- N 8 indicates the end position (serial number) selected in R 7 [ w ].
- N 7 can be determined according to Equation 12 below, namely:
- N 8 can be determined according to the following formula 13, that is:
- N 8 t 4 - t 3 + 2 X width 3 + 2
- the element with the largest value in R 8 W (denoted as element k) can be searched, and the number of the element k in R 8 [ «] (denoted as n 5 ) is recorded.
- Ii! n 5 + t 3 - width 3 + Ni - 3
- Width 3 floor ⁇ ( t 4 - t 3 ) /2 ⁇ - 1
- the value of 11! determines the dispersion value (detailed later).
- R 8 [ « 5 -l]
- R, [n 5 ] may also be utilized.
- R 8 [« 5 +l] three points do the parabola fitting, and thus, the parabola vertex can be determined according to the following formula 15.
- the position in R 8 W (serial number, denoted as n 6 ), ie n -beaten IR 8 [" 5 - 1]- R 8 [" 5 +l]
- the position (serial number) of the parabola vertex in ? 2 W can be determined according to n 6 and the following formula 16, that is,
- the dispersion value of the target optical signal is determined based on the pulse peak occurrence position (i.e., nj) in the autocorrelation function determined in S120.
- determining a dispersion value of the target optical signal according to the pulse position including:
- a dispersion value of the optical signal is determined.
- a plurality of optical signals may be subjected to tests such as dispersion value test, and the dispersion values of the respective optical signals and the pulse peaks of their respective autocorrelation functions are recorded.
- the position that appears is used as training data.
- an expectation maximization algorithm can be employed to gradually increase the likelihood probability of the parameter and the training data by gradually improving the parameters of the formula, and finally terminate at a maximum point.
- the expectation maximization algorithm can also be regarded as a successive approximation algorithm: the parameters of the model are not known in advance, and a set of parameters can be randomly selected or an initial parameter ⁇ can be roughly given in advance to determine the corresponding The most probable state of the group parameters, the probability of calculating the possible outcome of each training sample, and then correcting the parameters by the sample in the current state, re-estimating the parameter ⁇ , and re-determining the state of the model under the new parameters, thus, Through multiple iterations, the loop until the convergence condition is satisfied, the parameters of the model can be gradually approached to the real parameters. Therefore, this step can be performed automatically in an offline manner.
- equation 18 shows an example of the correspondence between the dispersion value and the position at which the pulse peak appears in the autocorrelation function, that is,
- CD (x + ⁇ x 2 - 4 ⁇ 0 4 )- ⁇ - - ⁇ Equation 18
- CD represents the dispersion value and n represents the number of the pulse position in the sequence of the autocorrelation function, ⁇ .
- c represents the vacuum light speed
- c represents the wavelength of the target optical signal
- SampZ ⁇ Rafe represents the sampling rate of the analog-to-digital converter
- SymbolRate represents the symbol rate of the target optical signal .
- the method of chromatic dispersion estimation of the embodiment of the present invention by acquiring the optical signal power autocorrelation function of the target optical signal, and determining the position of the pulse peak of the optical signal autocorrelation function, it is possible to scan all possible chromatic dispersion values without scanning Next, the dispersion value of the target optical signal is determined according to the position of the occurrence of the pulse peak, and the purpose of reaching the dispersion value of the fast estimation signal is obtained.
- FIG. 2 shows a schematic block diagram of an apparatus 200 for dispersion estimation in accordance with an embodiment of the present invention.
- the device can include:
- the power autocorrelation processing unit 210 is configured to calculate an autocorrelation function of the signal power of the target optical signal, acquire an autocorrelation function sequence of the autocorrelation function, and transmit information indicating the autocorrelation function sequence to the pulse location searching unit 220;
- a pulse position searching unit 220 configured to acquire information indicating the sequence of the autocorrelation function from the power autocorrelation processing unit 210, and determine a pulse position according to the autocorrelation function sequence, the pulse position and a pulse peak of the autocorrelation function Corresponding to the position, and transmitting information indicating the position of the pulse to the dispersion value determining unit 230;
- the dispersion value determining unit 230 is configured to indicate information of the pulse position from the pulse position searching unit 220, and determine a dispersion value of the target optical signal according to the pulse position.
- the optical signals are detected (for example, a single-polarized PSK signal, PDM
- a pulse peak appears in the autocorrelation function of the optical signal power, and there is a mapping correspondence between different pulse peak positions and different dispersion values, and thus, in the embodiment of the present invention,
- the dispersion value of the optical signal can be determined according to the position of the pulse peak in the autocorrelation function of the signal power of the optical signal.
- the power autocorrelation processing unit 210 can calculate an autocorrelation function of the signal power (optical power) of the target optical signal.
- the target optical signal is an optical signal that requires estimation of dispersion.
- the target optical signal may be subjected to the following processing. Taking a single polarization system as an example, in the coherent receiver, the target optical signal and the local oscillator are mixed in the Hybrid, and converted into two by balancing the receiver.
- the path current (same current and quadrature current;), after being sampled by two ADCs, is converted into a digital signal to obtain an I signal and a Q signal, so that the signal power of the target optical signal can be determined according to the I signal and the Q signal.
- Autocorrelation function As an example and not limitation, an autocorrelation function for determining the signal power of the target optical signal by the I signal and the Q signal will be described as an example.
- the device when the target optical signal is a non-return to zero code format signal, the device further includes:
- the first interference processing unit is configured to perform a first process on the target optical signal to eliminate zero-frequency interference of the target optical signal.
- zero-frequency interference means that the target optical signal is non-return to zero (NRZ, No Return)
- the autocorrelation function of the signal of the format is directly obtained, a large peak appears at the zero-frequency position of the obtained autocorrelation function, thereby affecting the peak value of the search pulse described later.
- delay processing and subtraction processing may be performed on the I signal and the Q signal to implement high-pass filtering on the target optical signal, wherein the delay used in the delay processing may be For example, one symbol period.
- the device further includes:
- the second interference processing unit is configured to perform a second process on the target optical signal to eliminate DC component interference of the target optical signal.
- the second interference processing unit may be for the I signal and the Q signal (specifically, the I signal sequence corresponding to the I signal and the Q signal corresponding thereto).
- the Q signal sequence is subjected to square sum processing, and then the signal average is subtracted from the signal subjected to the squared summation, wherein, as an example and not by way of limitation, the signal mean value can be determined by the following method, that is, the I can be obtained a sequence of I signals corresponding to the signal, and a sequence of Q signals corresponding to the Q signal, after which the I signal sequence and the Q signal sequence are summed, and then divided by the length of the I signal sequence and the Q signal sequence, thereby determining the Signal mean.
- the blocking processing of the target optical signal can be realized, so that the useless autocorrelation function portion generated by the direct current component can be removed.
- the sequence of the autocorrelation function of the element hereinafter, for convenience of explanation,
- the pulse position search unit 220 can search for the position of the pulse peak from the W, i.e., determine the sequence number of the pulse peak in w.
- the pulse position searching unit 220 may search for the element with the largest value in W (recorded as element a), and determine the position of the element a as the position of the pulse peak, and may record the element.
- the serial number of a in the case where the dispersion value determining unit 230 determines the dispersion value, the position of the pulse peak in W, or the number of the element a in W (denoted as nj, the dispersion value is determined (described later) ).
- the pulse position searching unit 220 is specifically configured to determine, according to the autocorrelation function sequence, a first autocorrelation function sequence, where the first autocorrelation function sequence includes a peak corresponding to the pulse Element
- the pulse position searching unit 220 may select an interval from the W as the search range (ie, the first autocorrelation function sequence, hereinafter, referred to as 2 W for convenience of explanation), Further, in the present invention, the pulse position searching unit 220 may be W as embodiment] may be [a ⁇ WJNJ (i.e., W from the number of elements to the number of elements N 2) is used as W 2 W, Wherein, the starting position (serial number) selected in W is represented, and N 2 is the ending position (serial number) selected in W.
- WJNJ i.e., W from the number of elements to the number of elements N 2
- the pulse position searching unit 220 is specifically configured to use an electrical bandwidth of a coherent receiver for acquiring the target optical signal and a high-speed analog-to-digital converter for acquiring the target optical signal. a sampling rate, determining the first autocorrelation function from the sequence of the autocorrelation function The starting position of the sequence.
- the pulse position searching unit 220 can determine according to Equation 1.
- the pulse position searching unit 220 is specifically configured to perform a first moving average processing on the first autocorrelation function sequence according to the preset first window;
- a pulse position searching unit 220 determines? After 2 W, can? 2 W sliding window averaging processing (a first moving average processing), and, by way of example and not limitation, the window width of the sliding window averaging process (The widthj can be, for example, 3.
- the method of averaging processing of the sliding window is the same as that of the prior art, and the description thereof is omitted here to avoid redundancy.
- the sliding window averaging processing for ? 2 W (Here, for the sake of understanding, the sequence generated after the processing is denoted as R 3 W ), the element with the largest value among R 3 [ «] (recorded as element b) can be searched, and the position of the element b is determined as the pulse peak. The position, and the number of the element b in R 3 [ «] (denoted as n 2 ) can be recorded, so that ⁇ can be determined according to Equation 2.
- the noise interference in the autocorrelation function can be reduced, and the position (pulse position) of the determined pulse peak can be made more accurate.
- the numerical values listed above as widths are only an exemplary description of the present invention, and are not limited thereto.
- the pulse position searching unit 220 may directly search for the element with the largest value (recorded as element c) in 2 W, and determine the position of the element c. It is the position of the pulse peak, and the sequence number of the element c in ? 2 W (denoted as n 3 ) can be recorded, and thus, 1 ⁇ can be determined according to Equation 3.
- the dispersion value determining unit 230 can determine the dispersion value based on the position of the pulse peak in W, or the value of ⁇ (described later in detail).
- the pulse position searching unit 220 is specifically configured to determine, according to the first serial number and the first preset value, a second window, where the first serial number is the first after the first sliding average processing The sequence number of the element with the largest value in an autocorrelation function sequence;
- the pulse position searching unit 220 may, for example, take half of the FWHM of the pulse peak corresponding to the generated dispersion in the autocorrelation function, that is, one-half of the pulse peak value (maximum value) is used as a threshold. (The first threshold described later), looking for the pulse width, and then using, for example, one-half of the pulse width as the second window, specifically, after determining n 2 , from ? 2 W, at n 2
- the preset range of the center corresponding to the first preset value, for example, it can be 5 units, where "unit" can be the unit number), and the element with the largest value (recorded as element d) is searched.
- the value of the element d is used to determine the first threshold.
- one-half of the value of the element d is taken as the first threshold, and thereafter, the element d is centered, and the left side is searched.
- the first element whose value is less than the first threshold (denoted as element e), and records the sequence number of the element e (recorded; searches for the first element whose value is less than the first threshold (recorded as element f) And record the sequence number of the element f Referred to as t 2), the formula 4 can determine the width of the sliding window (the window of the second example, as referred to in accordance with width 2).
- the pulse position searching unit 220 may select an interval from the W 2 W as the search range (ie, the second autocorrelation function sequence, hereinafter, for convenience of explanation, denoted as 4) W), in the embodiment of the present invention, ? 2 W may be used as ? 4 W, or ⁇ R 2 [N 3 ] : R 2 [N 4 ⁇ (that is, ? 2 W from the serial number N 3 The element M to the sequence number N 4 is ?
- the pulse position searching unit 220 may determine N 3 according to Equation 5, and may determine N 4 according to Equation 6.
- the pulse position searching unit 220 After determining 4 W, the pulse position searching unit 220 performs a moving average processing (second moving average processing) on the ? 4 W according to the width 2 , and hereinafter, for the sake of easy understanding, the sequence generated after the processing is recorded as [ « ], you can search for the element with the largest value in R 5 [ «] (denoted as element g), and determine the position of the element g as the position of the pulse peak, and record the sequence number of the element g in [ «]
- the RW corresponding delay is 0 - 1) ⁇ Samplinglnterval (corrected one bit), where Samplinglnterval represents the sampling interval ⁇ 3 ⁇ 4, and thus, can be determined according to Equation 7.
- the dispersion value determining unit 230 can determine the dispersion value based on the position of the pulse peak in the middle, or the value of ⁇ (described later in detail).
- the pulse position searching unit 220 is specifically configured to determine, according to the first serial number and the first preset value, a first range from the first autocorrelation function sequence, where the first range is The first serial number is a center, and the size of the first range corresponds to the first preset value;
- the pulse position searching unit 220 after determining n 2, also from W 2 W, the order n 2 is the center
- the preset range ie, the first range, corresponding to the first preset value, for example, may be 5 units
- the second largest element is searched for (Remarked as element h).
- the positional relationship between the element d and the element h is determined.
- the element d is taken as the example on the right side of the element h (ie, the sequence of the element d in ? 2 W is larger than the element h in ? 2 The serial number in W) is explained.
- a first threshold is determined, here, by way of example and not limitation, one-half of the value of the element d is taken as the first threshold.
- the pulse position searching unit 220 may select an interval from the 2 W as the search range (ie, the second autocorrelation function sequence, hereinafter, referred to as R 6 W for convenience of explanation),
- w 2 w may be taken as R 6 [ «], or ⁇ R 2 [N 5 ] : R 2 [N 6 ] ⁇ (ie, w 2 w From the element numbered N 5 to the element numbered N 6 ) as R 6 [ w ], where N 5 represents the starting position (sequence number) selected, and N 6 represents the end of the selection in 2 [/1] Location (serial number).
- the pulse position searching unit 220 may determine N 5 according to Equation 9, and may determine N 6 according to Equation 10.
- the pulse position searching unit 220 can determine the window width to be used for the moving average processing of R 6 [ «] according to Equation 11 (another example of the second window, denoted as width 4 ).
- the pulse position searching unit 220 performs a moving average processing (second moving average processing) on the R 6 [ «].
- R 7 [»] may be referred to as R 8 [»], or ⁇ R 7 [N 7 ]: R 7 [N 8 ] ⁇ (ie, from R 7 [ «] from element number N 7 to element number N 8 ) as R 8 [«], where N 7 denotes the start position (sequence number) selected in R 7 [«], and N 8 denotes the end position (sequence number) selected in R 7 [ «].
- the pulse position searching unit 220 may determine N 7 according to Equation 12, and may determine N 8 according to Equation 13.
- the pulse position searching unit 220 can search for the element with the largest value among R 8 [ «] (denoted as element k), and record the serial number of the element ⁇ in [ «] (denoted as n 5 ).
- the dispersion value determining unit 230 described later determines the dispersion value
- the dispersion value is determined based on the position of the pulse peak in [n], or the value of ⁇ (described later in detail).
- the pulse position searching unit 220 may further utilize R 8 [ « 5 -l], R, [n 5 ], R 8 [ « 5 +l] after determining n 5 .
- the point is parabolically fitted, so that the position of the parabola vertex in R 8 [ «] can be determined according to Equation 15, (number, denoted as n 6 ).
- the pulse position searching unit 220 can determine the position (sequence number) of the parabola vertex in ? 2 W according to n 6 and Equation 16.
- the dispersion value determining unit 230 can determine the dispersion value of the target optical signal based on the pulse peak occurrence position (i.e., nj) in the self-correlation function determined by the pulse position searching unit 220.
- the chromatic dispersion value determining unit 230 is specifically configured to determine, according to the offline data, indication information indicating a correspondence relationship between a peak position of the pulse and a dispersion value, Based on the pulse position and the indication information, a dispersion value of the optical signal is determined.
- the dispersion value determining unit 230 may perform a test such as a dispersion value test on a plurality of optical signals (an example of offline data), and record the dispersion values of the respective optical signals and their respective corresponding selfs.
- the position where the pulse peak appears in the correlation function is used as the training data.
- the expectation maximization algorithm can be used to gradually increase the likelihood probability of the parameter and the training data by gradually improving the parameters of the formula, and finally terminate at a maximum point. .
- the expectation maximization algorithm can also be regarded as a successive approximation algorithm: the parameters of the model are not known in advance, and a set of parameters can be randomly selected or an initial parameter ⁇ can be given roughly in advance to determine the corresponding The most probable state of the group parameters, the probability of calculating the possible outcome of each training sample, and then correcting the parameters by the sample in the current state, re-estimating the parameter ⁇ , and re-determining the state of the model under the new parameters, thus, Through multiple iterations, the loop until the convergence condition is satisfied, the parameters of the model can be gradually approached to the real parameters. Therefore, this step can be automated in an offline manner.
- the above various pulse peak positions obtained by offline calculation and the respective corresponding dispersion values are stored in advance, for example, in the form of a table. It should be understood that the above list of inventions is not limited thereto.
- the dispersion value determining unit 230 may determine the dispersion value according to Equation 18. It should be understood that the above formulas, parameters, and numerical values are merely exemplary illustrations of the present invention, and the present invention is not limited thereto, and other formulas and parameters that can be used to determine the position of the pulse peak appearing of the autocorrelation function of the optical signal. And the numerical values are all within the scope of the present invention.
- the apparatus for chromatic dispersion estimation according to an embodiment of the present invention may correspond to an execution body of the method of chromatic dispersion estimation according to an embodiment of the present invention, and each unit in the apparatus of the chromatic dispersion estimation and the other operations and/or functions described above are respectively implemented to implement FIG. The corresponding process of the method 100 in the process is not repeated here.
- the apparatus for chromatic dispersion estimation of the embodiment of the present invention by acquiring the optical signal power autocorrelation function of the target optical signal, and determining the position of the pulse peak of the optical signal autocorrelation function, it is possible to scan all possible chromatic dispersion values without scanning Next, the dispersion value of the target optical signal is determined according to the position of the occurrence of the pulse peak, and the purpose of reaching the dispersion value of the fast estimation signal is obtained.
- FIG. 3 shows a schematic block diagram of an apparatus 300 for chromatic dispersion estimation in accordance with an embodiment of the present invention.
- the system can include:
- processor 320 connected to the bus
- the processor 320 calls the program stored in the memory 330 through the bus for calculating an autocorrelation function of the signal power of the target optical signal, and acquiring an autocorrelation function sequence of the autocorrelation function;
- the dispersion value of the target optical signal is determined.
- the optical signals are detected (for example, a single-polarized PSK signal, PDM
- a pulse peak appears in the autocorrelation function of the optical signal power, and there is a mapping correspondence between different pulse peak positions and different dispersion values, and thus, in the embodiment of the present invention,
- the dispersion value of the optical signal can be determined according to the position of the pulse peak in the autocorrelation function of the signal power of the optical signal.
- the processor 320 can calculate an autocorrelation function of the signal power (optical power) of the target optical signal.
- the target optical signal is an optical signal that requires estimation of dispersion.
- the target optical signal may be subjected to the following processing. Taking a single polarization system as an example, in the coherent receiver, the target optical signal and the local oscillator are mixed in the Hybrid, and converted into two by balancing the receiver. The path current (same current and quadrature current) is sampled by two ADCs and converted into a digital signal to obtain an I signal and a Q signal, so that the signal power of the target optical signal can be determined according to the I signal and the Q signal. Autocorrelation function.
- an autocorrelation function for determining the signal power of the target optical signal by the I signal and the Q signal will be described as an example. .
- the processor 320 calls a program stored in the memory 330 through the bus 310 to eliminate the target. Zero-frequency interference of optical signals.
- the zero-frequency interference refers to an autocorrelation function obtained if the autocorrelation function of the signal of the format is directly obtained in the case where the target optical signal is in a non-return to zero (NRZ, No Return Zero) code format.
- the zero-frequency position will have a large peak, which will be the peak of the search pulse described later.
- delay processing and subtraction processing may be performed on the I signal and the Q signal to achieve high-pass filtering of the target optical signal, wherein the delay processing is performed.
- the delay size can be, for example, one symbol period. Thereby, it is possible to prevent the acquired autocorrelation function from having a large peak at the zero frequency position.
- the processor 320 calls a program stored in the memory 330 through the bus 310 for performing a second process on the target optical signal to eliminate the DC of the target optical signal. Component interference.
- the processor 320 may perform an I signal and a Q signal (specifically, an I signal sequence corresponding to the I signal and a Q signal sequence corresponding to the Q signal).
- the sum of squares is processed, and then the signal average is subtracted from the signal subjected to the squared summation, wherein, as an example and not by way of limitation, the average value of the signal can be determined by the following method, that is, an I signal corresponding to the I signal can be acquired.
- the sequence, and the Q signal sequence ⁇ ij corresponding to the Q signal is then summed with the I signal sequence and the Q signal sequence, and then divided by the length of the I signal sequence and the Q signal sequence to determine the signal mean.
- the processor 320 may perform Fourier transform on the target optical signal subjected to the above processing, perform squared amplitude, and finally perform inverse Fourier transform to obtain an autocorrelation function of the signal power of the target optical signal, which may be further
- the autocorrelation function generates a sequence of autocorrelation functions in which the values of the functions of the autocorrelation function are elements (hereinafter, for convenience of explanation, denoted as w)
- the processor 320 can search for the position of the pulse peak from the W, i.e., determine the sequence number of the pulse peak in w.
- the processor 320 may search for the element with the largest value in W (referred to as element a), determine the position of the element a as the position of the pulse peak, and record the sequence number of the element a.
- the dispersion value determining unit 230 determines the dispersion value, the position of the pulse peak in W, or the number of the element a in W (denoted as nj, the dispersion value is determined (described later in detail).
- the processor 320 calls, by using the bus 310, a program stored in the memory 330, to specifically determine, according to the autocorrelation function sequence, a first autocorrelation function sequence, the first An autocorrelation function sequence includes an element corresponding to the peak of the pulse;
- the pulse position is determined based on the first autocorrelation function sequence.
- the processor 320 may select a region from the W As a search range (i.e., a first autocorrelation function sequence, hereinafter, for convenience of explanation, it is referred to as 2 W), and, in the embodiment of the present invention, the processor 320 may use W as well as ⁇ [NJi ⁇ fNJIi, that is, from the element with the serial number to the element M with the sequence number N 2 in W is ? 2 [/i] , where, represents the starting position (serial number) selected in W, and N 2 represents the ending position selected in W (Serial number).
- the processor 320 is specifically configured to: according to an electrical bandwidth of a coherent receiver for acquiring the target optical signal, and a sampling rate of a high-speed analog-to-digital converter for acquiring the target optical signal, A starting position of the first autocorrelation function sequence is determined from the autocorrelation function sequence.
- the processor 320 can determine Ni according to Equation 1.
- the processor 320 calls the program stored in the memory 330 through the bus 310, to specifically perform the first sequence of the first autocorrelation function according to the preset first window. a moving average process;
- the processor 320 may perform a sliding window averaging process (first moving average processing) on 2 W, and, as an example and not by way of limitation, the window width of the sliding window averaging processing
- the widthj may be, for example, 3.
- the method of averaging processing of the sliding window is the same as that of the prior art, and in order to avoid redundancy, the description thereof is omitted.
- the sliding window averaging processing is performed on ?
- the noise interference in the autocorrelation function can be reduced, and the position (pulse position) of the determined pulse peak can be made more accurate.
- the numerical values listed above as widths are only an exemplary description of the present invention, and are not limited thereto.
- the processor 320 may directly search for the element with the largest value (recorded as element c) in 2 W, and determine the position of the element c as a pulse.
- the position of the peak, and the number of the element c in ? 2 W (denoted as n 3 ) can be recorded, so that ⁇ can be determined according to Equation 3. Therefore, when determining the dispersion value to be described later, the processor 320 can determine the dispersion value based on the position or the value of the pulse peak in W (described later in detail).
- the processor 320 by using the bus 310, invokes a program stored in the memory 330 to specifically determine a second window according to the first serial number and the first preset value.
- the first serial number is a sequence number of the element having the largest value among the first autocorrelation function sequence after the first moving average processing;
- the processor 320 may, for example, take half of the FWHM of the pulse peak corresponding to the generated dispersion in the autocorrelation function, that is, one-half of the peak value of the pulse (maximum value) as a threshold (post The first threshold), looking for the pulse width, and then using, for example, one-half of the pulse width as the second window, specifically, after determining n 2 , from ?
- the preset range ie, the first range, for example, can be 5 units, where "unit” can be the unit number
- searches for the element with the largest value (denoted as element d), and based on the value of the element d
- Determining the first threshold here, as an example and not by limitation, one-half of the value of the element d is taken as the first threshold, and thereafter, the element d is centered, and the first value is searched to the left side is smaller than the first a threshold element (denoted as element e), and record the sequence number of the element e (recorded; search for the first element whose value is less than the first threshold (recorded as element f), and record the element f No. (referred to as t 2), may be the root Formula 4, the width of the sliding window is determined (an example of the second window, referred to as width 2).
- the processor 320 may select an interval from the 2 W as the search range (ie, the second autocorrelation function sequence, hereinafter, for convenience of explanation, denoted as R 4 [n]
- W 2 W may be taken as W 4 W or ⁇ R 2 [N 3 ] : R 2 [N 4 ] ⁇ (ie, ? 2 W from the serial number N 3 )
- the element is assigned to the element numbered N 4 as ? 4 W , where N 3 represents the starting position (sequence number) selected in 2 W, and N 4 represents the ending position (sequence number) selected in 2 W.
- the processor 320 may determine N 3 according to Equation 5, and may determine N 4 according to Equation 6.
- the processor 320 can perform a moving average on the 4 W according to the width 2 Process (second moving average processing), the following, for ease of understanding, the processing sequence generated after referred to as R 5 w, can search for the largest element (referred to as the element g) R 5 w numerical values, and the element g The position is determined as the position of the pulse peak, and the sequence number of the element g in R 5 [ «] can be recorded (denoted as n 4 ).
- the processing sequence generated after referred to as R 5 w can search for the largest element (referred to as the element g) R 5 w numerical values, and the element g
- the position is determined as the position of the pulse peak, and the sequence number of the element g in R 5 [ «] can be recorded (denoted as n 4 ).
- the processor 320 can determine according to Equation 7.
- the dispersion value can be determined based on the position or the value of the pulse peak in W (described later in detail).
- the noise interference in the autocorrelation function can be reduced, and the position (pulse position) of the determined pulse peak can be made more accurate.
- the processor 320 calls, by using the bus 310, a program stored in the memory 330, to specifically use the first autocorrelation according to the first serial number and the first preset value. Determining a first range in the sequence of functions, the first range being centered on the first sequence, and the size of the first range is corresponding to the first preset value;
- the processor 320 can also take the pre-centered n 2 from ? 2 W. Let the range (ie, the first range, corresponding to the first preset value, for example, 5 units) search for the element with the largest value (ie, element d).
- the preset range centered on the serial number of the element d ie, the second range corresponds to the second preset value, for example, may be 10 units, here is the unit number
- the search value is The second largest element (denoted as element h).
- the positional relationship between the element d and the element h in ? 2 W is determined.
- the element d is taken as the example on the right side of the element h (that is, the number of the element d in the ? 2 W is larger than the element h At 2 W The serial number in the description).
- a first threshold is determined, here, by way of example and not limitation, one-half of the value of the element d is taken as the first threshold.
- the processor 320 may select an interval from the search range (ie, the second autocorrelation function sequence.
- w 2 W may be used.
- R 6 [»], ⁇ R 2 [N 5 ]: R 2 [N 6 ] ⁇ (that is, an element of the number N 5 in w 2 W to an element of the number N 6 ) may be used as R 6 W, where N 5 represents the starting position (sequence number) selected in 2 W, and N 6 represents the ending position (sequence number) selected in ? 2 [/ ⁇ ].
- the processor 320 can determine N according to Equation 9. 5
- N 6 can be determined according to Equation 10.
- the pulse position searching unit 220 can determine the window width to be used for the moving average processing of R 6 [ «] according to Equation 11 (another example of the second window, denoted as width 4 ).
- the processor 320 performs a moving average processing (second moving average processing) on the R 6 W.
- R 7 [»] the sequence generated after the processing is denoted as R 7 [»], from which the R 7 [ «
- an interval is selected as the search range (hereinafter, for convenience of explanation, denoted as R 8 [«])
- R 7 [»] may be referred to as R 8 [»], or ⁇ R] 7 [N 7 ]: R 7 [N 8 ] ⁇ (ie, from R 7 [ «] from element number N 7 to element number N 8 ) as R 8 [«], where N 7 represents R 7
- the starting position (serial number) selected in [ «], N 8 indicates the ending position (serial number) selected in R 7 [ «].
- the pulse position searching unit 220 may determine N 7 according to Equation 12, and may determine N 8 according to Equation 13.
- the processor 320 can search for the element with the largest value in R 8 [ «] (denoted as element k), and record the sequence number of the element ⁇ in [ «] (denoted as n 5 ) .
- the dispersion value is determined based on the position of the pulse peak in W, or the value of ⁇ (described later in detail).
- the processor 320 may further utilize the n 5 after determining R & [n 5 - ⁇ ] , R & [n 5 ] , R 8 [ « 5 + l] do the parabola fitting, so that the position of the parabola vertex can be determined according to Equation 15 (serial number, note Make n 6 ).
- the processor 320 can determine the position (sequence number) of the parabola vertex in ? 2 W according to n 6 and Equation 16.
- the processor 320 can determine the dispersion value of the target optical signal based on the determined pulse peak occurrence position (i.e., nj) in the autocorrelation function.
- the processor 320 determines, according to the offline data, indication information indicating a correspondence relationship between the peak position of the pulse and the dispersion value,
- a dispersion value of the optical signal is determined.
- the processor 320 may perform a test such as a dispersion value test on a plurality of optical signals (an example of offline data), and record the dispersion values of the respective optical signals and their respective autocorrelation functions.
- the position at which the pulse peak appears is used as the training data.
- the expectation maximization algorithm can be used to gradually increase the likelihood of the parameter and the training data by gradually improving the parameters of the formula, and finally terminate at a maximum point.
- the expectation maximization algorithm can also be regarded as a successive approximation algorithm: the parameters of the model are not known in advance, and a set of parameters can be randomly selected or an initial parameter ⁇ can be roughly given in advance to determine the corresponding The most probable state of the group parameters, the probability of calculating the possible outcome of each training sample, and then correcting the parameters by the sample in the current state, re-estimating the parameter ⁇ , and re-determining the state of the model under the new parameters, thus, Through multiple iterations, the loop until the convergence condition is satisfied, the parameters of the model can be gradually approached to the real parameters. Therefore, this step can be performed automatically in an off-line manner.
- the above various pulse peak positions obtained by offline calculation and their respective dispersion values are stored in advance, for example, in the form of a table. It should be understood that the above enumerated are not limited thereto.
- processor 320 may determine the dispersion value according to Equation 18.
- a system for chromatic dispersion estimation according to an embodiment of the present invention may correspond to an execution body of a method of chromatic dispersion estimation according to an embodiment of the present invention, and each unit in the apparatus for chromatic dispersion estimation and the other operations and/or functions described above are respectively implemented to implement FIG. The corresponding process of the method 100 in the process is not repeated here.
- the chromatic dispersion estimation system of the embodiment of the present invention by acquiring the optical signal power autocorrelation function of the target optical signal, and determining the position of the pulse peak of the optical signal autocorrelation function, it is possible to scan all possible chromatic dispersion values without scanning Next, the dispersion value of the target optical signal is determined according to the position of the occurrence of the pulse peak, and the purpose of reaching the dispersion value of the fast estimation signal is obtained.
- the size of the sequence numbers of the above processes does not mean the order of execution, and the order of execution of each process should be determined by its function and internal logic, and should not be taken to the embodiments of the present invention.
- the implementation process constitutes any limitation.
- the disclosed systems, devices, and methods may be implemented in other ways.
- the device embodiments described above are merely illustrative.
- the division of the unit is only a logical function division.
- there may be another division manner for example, multiple units or components may be combined or Can be integrated into another system, or some features can be ignored, or not executed.
- the coupling or direct coupling or communication connection shown or discussed may be an indirect coupling or communication connection through some interface, device or unit, and may be electrical, mechanical or otherwise.
- the units described as separate components may or may not be physically separate, and the components displayed as units may or may not be physical units, that is, may be located in one place, or may be distributed to multiple network units. Some or all of the units may be selected according to actual needs to achieve the objectives of the solution of the embodiment.
- each functional unit in various embodiments of the present invention may be integrated into one processing unit
- each unit may exist physically separately, or two or more units may be integrated into one unit.
- the functions, if implemented in the form of software functional units and sold or used as separate products, may be stored in a computer readable storage medium.
- the technical solution of the present invention which is essential to the prior art or part of the technical solution, may be embodied in the form of a software product stored in a storage medium, including
- the instructions are used to cause a computer device (which may be a personal computer, server, or network device, etc.) to perform all or part of the steps of the methods described in various embodiments of the present invention.
- the foregoing storage medium includes: a U disk, a mobile hard disk, a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), a magnetic disk or an optical disk, and the like, which can store program codes. .
Landscapes
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Abstract
本发明实施例提供了一种色散估计的方法、装置和系统,该方法包括:计算目标光信号的信号功率的自相关函数,并获取该自相关函数的自相关函数序列;根据该自相关函数序列,确定脉沖位置,该脉沖位置与该自相关函数的脉沖峰值的位置相对应;根据该脉沖位置,确定该目标光信号的色散值。根据本发明实施例的色散估计的方法、装置和系统,通过获取目标光信号的功率自相关函数,并确定该功率自相关函数出现脉沖峰值的位置,能够在无需扫描所有可能的色散值的情况下,根据该出现脉沖峰值的位置确定目标光信号的色散值,到达快速估计信号的色散值的目的。
Description
色散估计的方法、 装置和系统 技术领域
本发明涉及通信领域, 并且更具体地, 涉及色散估计的方法、 装置和系 统。 背景技术
目前, 已知一种色散估计的方法, 即, 对于未知色散的信号, 以一定的 步长间隔,扫描所有可能的色散值,并对于每个色散值通过设计代价函数(也 可以称为算法设计)计算出对应的函数值, 最后通过比较所有计算出的函数 值(最大值或最小值), 找到实际的色散值, 实现色散估计。
但是, 由于该方法需要扫描所有的色散值以进行计算, 因此需要消耗大 量的时间, 不能快速估计信号的色散值。 发明内容
本发明实施例提供一种, 能够快速估计信号的色散值。
第一方面, 提供了一种色散估计的方法, 该方法包括: 计算目标光信号 的信号功率的自相关函数, 并获取该自相关函数的自相关函数序列; 根据该 自相关函数序列, 确定脉沖位置, 该脉沖位置与该自相关函数的脉沖峰值的 位置相对应; 根据该脉沖位置, 确定该目标光信号的色散值。
在一种可能的实施方式中,在该目标光信号为非归零码格式信号的情况 下, 在根据目标光信号的信号功率的自相关函数, 确定自相关函数序列前, 该方法还包括: 对该目标光信号进行第一处理, 以消除所述目标光信号的零 频干扰。
结合第一方面和第一种可能的实施方式, 在第二种可能的实施方式中, 在根据目标光信号的信号功率的自相关函数, 确定自相关函数序列前, 该方 法还包括: 对该目标光信号进行第二处理, 以消除该目标光信号的直流分量 干扰。
结合第一方面、 第一种可能的实施方式和第二种可能的实施方式, 在第 三种可能的实施方式中, 该根据该自相关函数序列, 确定脉沖位置, 包括: 根据该自相关函数序列, 确定第一自相关函数序列, 该第一自相关函数序列
包括该脉沖峰值; 根据该第一自相关函数序列, 确定该脉沖位置。
结合第一方面、 第一种可能的实施方式、 第二种可能的实施方式和第三 种可能的实施方式, 在第四种可能的实施方式中, 该根据该第一自相关函数 序列, 确定该脉沖位置, 包括: 根据预设的第一窗口, 对第一自相关函数序 列进行第一滑动平均处理; 根据该第一滑动平均处理后的第一自相关函数序 歹 ij , 确定该脉沖位置。
结合第一方面、 第一种可能的实施方式、 第二种可能的实施方式、 第三 种可能的实施方式和第四种可能的实施方式, 在第五种可能的实施方式中, 该根据该第一滑动平均处理后的第一自相关函数序列, 确定该脉沖位置, 包 括: 根据第一序号和第一预设值, 确定第二窗口, 该第一序号是该第一滑动 平均处理后的第一自相关函数序列中数值最大的元素的序号; 根据该第一自 相关函数序列和该第二窗口, 确定第二自相关函数序列; 根据该第二窗口, 对该第二自相关函数序列进行第二滑动平均处理;根据该第二滑动平均处理 后的第二自相关函数序列, 确定该脉沖位置。
结合第一方面、 第一种可能的实施方式、 第二种可能的实施方式、 第三 种可能的实施方式、 第四种可能的实施方式和第五种可能的实施方式, 在第 六种可能的实施方式中, 该根据第一序号和第一预设值, 确定第二窗口, 包 括:根据第一序号和第一预设值,从该第一自相关函数序列中确定第一范围, 该第一范围以该第一序号为中心, 该第一范围的大小与该第一预设值相对 应; 根据该第一范围中数值最大的第一元素和第二预设值, 从该第一自相关 函数序列中确定第二范围, 该第二范围以该第一元素的序号为中心, 该第二 范围的大小与该第二预设值相对应;根据该第一元素和该第二范围中数值第 二大的第二元素, 确定该第二窗口。
结合第一方面、 第一种可能的实施方式、 第二种可能的实施方式、 第三 种可能的实施方式、 第四种可能的实施方式、 第五种可能的实施方式和第六 种可能的实施方式, 在第七种可能的实施方式中, 该根据该脉沖位置, 确定 该目 括: 根据以下公式确定该目标光信号的色散值,
其中, CZ)表示色散值, n表示该脉沖位置在该自相关函数序列中的序号,
Γ。表示该目标光信号的初始发射机光脉沖宽度, c表示真空光速, Λ表示该 目标光信号的波长, SamplingRate表示模数转换器的采样率, SymbolRate表示 该目标光信号的符号速率。
第二方面, 提供了一种色散估计的装置, 该装置包括: 功率自相关处理 单元, 用于计算目标光信号的信号功率的自相关函数, 并获取该自相关函数 的自相关函数序列, 以及向脉沖位置搜索单元传输指示该自相关函数序列的 信息; 脉沖位置搜索单元, 用于从该功率自相关处理单元获取指示该自相关 函数序列的信息, 并根据该自相关函数序列, 确定脉沖位置, 该脉沖位置与 该自相关函数的脉沖峰值的位置相对应, 以及向色散值确定单元传输指示该 脉沖位置的信息; 色散值确定单元, 用于从该脉沖位置搜索单元获取指示该 脉沖位置的信息, 并根据该脉沖位置, 确定该目标光信号的色散值。
在一种可能的实施方式中,在该目标光信号为非归零码格式信号的情况 下,该装置还包括: 第一干扰处理单元,用于对该目标光信号进行第一处理, 以消除所述目标光信号的零频干扰。
结合第二方面和第一种可能的实施方式, 在第二种可能的实施方式中, 该装置还包括: 第二干扰处理单元, 用于对该目标光信号进行第二处理, 以 消除该目标光信号的直流分量干扰。
结合第二方面、 第一种可能的实施方式和第二种可能的实施方式, 在第 三种可能的实施方式中, 该脉沖位置搜索单元具体用于根据该自相关函数序 歹l , 确定第一自相关函数序列, 该第一自相关函数序列包括该脉沖峰值; 用 于根据该第一自相关函数序列, 确定该脉沖位置。
结合第二方面、 第一种可能的实施方式、 第二种可能的实施方式和第三 种可能的实施方式, 在第四种可能的实施方式中, 该脉沖位置搜索单元具体 用于根据预设的第一窗口, 对第一自相关函数序列进行第一滑动平均处理; 用于根据该第一滑动平均处理后的第一自相关函数序列, 确定该脉沖位置。
结合第二方面、 第一种可能的实施方式、 第二种可能的实施方式、 第三 种可能的实施方式和第四种可能的实施方式, 在第五种可能的实施方式中, 该脉沖位置搜索单元具体用于根据第一序号和第一预设值, 确定第二窗口, 该第一序号是该第一滑动平均处理后的第一自相关函数序列中数值最大的 元素的序号; 用于根据该第一自相关函数序列和该第二窗口, 确定第二自相 关函数序列; 用于根据该第二窗口, 对该第二自相关函数序列进行第二滑动
平均处理; 用于根据该第二滑动平均处理后的第二自相关函数序列, 确定该 脉沖位置。
结合第二方面、 第一种可能的实施方式、 第二种可能的实施方式、 第三 种可能的实施方式、 第四种可能的实施方式和第五种可能的实施方式, 在第 六种可能的实施方式中, 该脉沖位置搜索单元具体用于根据第一序号和第一 预设值, 从该第一自相关函数序列中确定第一范围, 该第一范围以该第一序 号为中心, 该第一范围的大小与该第一预设值相对应; 用于根据该第一范围 中数值最大的第一元素和第二预设值,从该第一自相关函数序列中确定第二 范围, 该第二范围以该第一元素的序号为中心, 该第二范围的大小与该第二 预设值相对应; 用于根据该第一元素和该第二范围中数值第二大的第二元 素, 确定该第二窗口。
结合第二方面、 第一种可能的实施方式、 第二种可能的实施方式、 第三 种可能的实施方式、 第四种可能的实施方式、 第五种可能的实施方式和第六 种可能的实施方式, 在第七种可能的实施方式中, 该色散值确定单元具体用 于根 的色散值,
其中, CZ)表示色散值, n表示该脉沖位置在该自相关函数序列中的序号, Γ。表示该目标光信号的初始发射机光脉沖宽度, c表示真空光速, 表示该 目标光信号的波长, Sam ^Rafe表示模数转换器的采样率, SymbolRate表示 该目标光信号的符号速率。
第三方面, 提供了一种色散估计的系统, 该系统包括: 总线; 与该总线 相连的处理器; 与该总线相连的存储器; 其中, 该处理器通过该总线, 调用 该存储器中存储的程序, 以用于计算目标光信号的信号功率的自相关函数, 并获取该自相关函数的自相关函数序列; 根据该自相关函数序列, 确定脉沖 位置, 该脉沖位置与该自相关函数的脉沖峰值的出现位置相对应; 根据该脉 沖位置, 确定该目标光信号的色散值。
在一种可能的实施方式中,在该目标光信号为非归零码格式信号的情况 下, 该处理器通过该总线, 调用该存储器中存储的程序, 以用于对该目标光 信号进行第一处理, 以消除所述目标光信号的零频干扰。
结合第三方面和第一种可能的实施方式, 在第二种可能的实施方式中, 该处理器通过该总线, 调用该存储器中存储的程序, 以用于对该目标光信号 进行第二处理, 以消除该目标光信号的直流分量干扰。
结合第三方面、 第一种可能的实施方式和第二种可能的实施方式, 在第 三种可能的实施方式中,该处理器通过该总线,调用该存储器中存储的程序, 以具体用于根据该自相关函数序列, 确定第一自相关函数序列, 该第一自相 关函数序列包括该脉沖峰值;根据该第一自相关函数序列,确定该脉沖位置。
结合第三方面、 第一种可能的实施方式、 第二种可能的实施方式和第三 种可能的实施方式, 在第四种可能的实施方式中, 该处理器通过该总线, 调 用该存储器中存储的程序, 以具体用于根据预设的第一窗口, 对第一自相关 函数序列进行第一滑动平均处理; 用于根据该第一滑动平均处理后的第一自 相关函数序列, 确定该脉沖位置。
结合第三方面、 第一种可能的实施方式、 第二种可能的实施方式、 第三 种可能的实施方式和第四种可能的实施方式, 在第五种可能的实施方式中, 该处理器通过该总线, 调用该存储器中存储的程序, 以具体用于根据第一序 号和第一预设值, 确定第二窗口, 该第一序号是该第一滑动平均处理后的第 一自相关函数序列中数值最大的元素的序号; 用于根据该第一自相关函数序 列和该第二窗口, 确定第二自相关函数序列; 用于根据该第二窗口, 对该第 二自相关函数序列进行第二滑动平均处理; 用于根据该第二滑动平均处理后 的第二自相关函数序列, 确定该脉沖位置。
结合第三方面、 第一种可能的实施方式、 第二种可能的实施方式、 第三 种可能的实施方式、 第四种可能的实施方式和第五种可能的实施方式, 在第 六种可能的实施方式中,该处理器通过该总线,调用该存储器中存储的程序, 以具体用于根据第一序号和第一预设值,从该第一自相关函数序列中确定第 一范围, 该第一范围以该第一序号为中心, 该第一范围的大小与该第一预设 值相对应; 用于根据该第一范围中数值最大的第一元素和第二预设值, 从该 第一自相关函数序列中确定第二范围, 该第二范围以该第一元素的序号为中 心, 该第二范围的大小与该第二预设值相对应; 用于根据该第一元素和该第 二范围中数值第二大的第二元素, 确定该第二窗口。
结合第三方面、 第一种可能的实施方式、 第二种可能的实施方式、 第三 种可能的实施方式、 第四种可能的实施方式、 第五种可能的实施方式和第六
种可能的实施方式, 在第七种可能的实施方式中, 该处理器通过该总线, 调 用该存储器中存储的程序, 以具体用于根据以下公式确定该目标光信号的色 散值
其中, CZ)表示色散值, n表示该色散出现位置在该自相关函数序列中的 序号, Γ。表示该目标光信号的初始发射机光脉沖宽度, c表示真空光速, 表 示该目标光信号的波长, Sam ^Rafe表示模数转换器的采样率, SymbolRate表 示该目标光信号的符号速率。
根据本发明实施例的色散估计的方法、 装置和系统, 通过获取目标光信 号的功率自相关函数, 并确定该功率自相关函数出现脉沖峰值的位置, 能够 在无需扫描所有可能的色散值的情况下,根据该出现脉沖峰值的位置确定目 标光信号的色散值, 到达快速估计信号的色散值的目的。 附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案, 下面将对实施例或现有技 术描述中所需要使用的附图作筒单地介绍, 显而易见地, 下面描述中的附图 仅仅是本发明的一些实施例, 对于本领域普通技术人员来讲, 在不付出创造 性劳动的前提下, 还可以根据这些附图获得其他的附图。
图 1是根据本发明实施例的色散估计的方法的示意性流程图。
图 2是根据本发明实施例的色散估计的装置的示意性框图。
图 3是根据本发明实施例的色散估计的方法的示意性框图。 具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、 完整地描述, 显然, 所描述的实施例是本发明一部分实施例, 而不是 全部的实施例。 基于本发明中的实施例, 本领域普通技术人员在没有做出创 造性劳动前提下所获得的所有其他实施例, 都属于本发明保护的范围。
图 1示出了根据本发明实施例的色散估计的方法 100的示意性流程图, 如图 1所示, 该方法 100包括:
S110, 计算目标光信号的信号功率的自相关函数, 并获取该自相关函数 的自相关函数序列;
S120, 根据该自相关函数序列, 确定脉沖位置, 该脉沖位置与该自相关 函数的脉沖峰值的位置相对应;
S130, 根据该脉沖位置, 确定该目标光信号的色散值。
在本发明实施例中, 通过试验(例如, 获取多个光信号的功率自相关函 数, 并获取该多个光信号的色散值)发现, 在光信号(例如, 单偏振的相移 键控法(PSK, Phase Shift Keying )信号、 偏振分割复用 (PDM, Polarization Division Multiplexing ) 的 PSK信号或正交振幅调制 ( QAM , Quadrature Amplitude Modulation )信号 )存在色散时, 该光信号的功率自相关函数会出 现一个脉沖峰值, 并且, 不同的脉沖峰值出现位置与不同的色散值之间存在 映射对应关系, 因此, 在本发明实施例中, 可以根据光信号的信号功率的自 相关函数中脉沖峰值的位置, 确定该光信号的色散值。
因此, 在 S110 中, 可以计算目标光信号的信号功率(光功率) 的自相 关函数。 在本发明实施例中, 目标光信号为需要估算色散的光信号。 在本发 明实施例中, 可以对该目标光信号进行以下处理, 以单偏振系统为例, 在相 干接收机中, 目标光信号和本振光在混频器(Hybrid ) 中混合, 通过平衡接 收机后转化为同向 (in-phase ) 电流和正交电流(quadrature ) 两路电流, 经 过两路高速模数转换器(ADC, Analog to Digital Converter )采样后, 转换 为数字信号, 得到 I信号 (同向信号)和 Q信号 (正交信号), 从而, 可以 根据该 I信号和 Q信号来确定目标光信号的信号功率的自相关函数。 以下, 作为示例而非限定, 以该通过该 I信号和 Q信号确定目标光信号的信号功率 的自相关函数为例进行说明。
可选地, 在本发明实施例中, 在该目标光信号为非归零码格式信号的情 况下,在根据目标光信号的信号功率的自相关函数,确定自相关函数序列前, 该方法还包括:
对该目标光信号进行第一处理, 以消除所述目标光信号的零频干扰。 具体地说, 零频干扰是指, 在该目标光信号为非归零(NRZ, No Return
Zero )码格式的情况下, 如果直接获取该格式的信号的自相关函数, 则获取 的自相关函数的零频位置会出现一个较大的峰值,从而对后述搜索脉沖峰值 造成影响, 因此, 作为示例而非限定, 在本发明实施例中, 可以对 I信号和
Q信号进行延迟处理和相减处理,以实现对该目标光信号的高通滤波,其中, 该延迟处理使用的迟延大小可以为例如, 一个符号周期。 从而, 能够避免获 取的自相关函数在零频位置出现较大的峰值。
可选地, 在本发明实施例中, 在根据目标光信号的信号功率的自相关函 数, 确定自相关函数序列前, 该方法还包括:
对该目标光信号进行第二处理, 以消除该目标光信号的直流分量干扰。 具体地说, 作为示例而非限定, 可以对 I信号和 Q信号(具体地说, 是 与该 I信号相对应的 I信号序列以及与该 Q信号相对应的 Q信号序列)进行 求平方和处理, 然后用经过该求平方和处理后的信号减去信号均值, 其中, 作为示例而非限定, 该信号均值可以通过以下方法确定, 即, 可以获取与该 I信号相对应的 I信号序列, 以及与该 Q信号相对应的 Q信号序列, 其后, 对 I信号序列和 Q信号序列求和,然后除以 I信号序列和 Q信号序列的长度, 从而确定该信号均值。通过以上处理,能够实现对该目标光信号的隔直处理, 从而能够去掉直流分量产生的无用的自相关函数部分。
其后, 在 S110中, 可以对经过上述处理的目标光信号进行傅里叶变换, 再做幅度平方, 最后进行逆傅里叶变换, 得到该目标光信号的信号功率的自 相关函数, 进而可以根据该自相关函数, 生成以该自相关函数的各函数值为 元素的自相关函数序列 (以下, 为了便于说明, 记作 [«] )。 并且自相关函 数以表示为:
其中, 表示目标光信号的自相关函数, FFT表示快速傅里叶变换, IFFT表示快速反傅里叶变换, y W表示目标光信号的信号功率(光功率),
R^]为根据该自相关函数( w )生成的函数序列 (自相关函数序列)。
在 S120中, 可以从该 W中搜索脉沖峰值的位置(脉沖位置), 即, 确 定该脉沖峰值在 W中的序号。
可选地, 在本发明实施例中, 可以搜索 W中数值最大的元素(记作元 素 a ), 并将该元素 a的位置确定为脉沖峰值的位置, 并可以记录该元素 a的 序号, 以在后述确定色散值时, 根据该脉沖峰值在 W中的位置, 或者说元 素 a在 W中的序号 (记作 nj, 确定色散值(随后进行详细说明)。
可选地,在本发明实施例中,该根据该自相关函数序列,确定脉沖位置, 包括:
根据该自相关函数序列, 确定第一自相关函数序列, 该第一自相关函数 序列包括与该脉沖峰值相对应的元素;
根据该第一自相关函数序列, 确定该脉沖位置。
具体地说, 在本发明实施例中, 可以从该 w中选取一个区间作为搜索 范围 (即, 第一自相关函数序列, 以下, 为了便于说明, 记作 ?2W ), 并且, 在本发明实施例中, 可以将 W作为 W2W, 也可以将 {WJNJ
中从序号为 的元素到序号为 N2的元素)作为 ?2 [/i] , 其中, 表示 W中 选取的开始位置(序号), N2表示 中选取的结束位置(序号)。
可选地, 在本发明实施例中, 该根据该自相关函数序列, 确定第一自相 关函数序列, 包括:
根据用于获取所述目标光信号的相干接收机的电带宽和用于获取所述 目标光信号的高速模数转换器的采样率,从所述自相关函数序列中确定选取 所述第一自相关函数序列的开始位置。
具体地说, 可以根据以下式 1确定 N 即:
Ni>floor ( 2 x SamplingRate/Be ) 式 1
其中, floor 为向下取整数函数, Be表示接收机电带宽, SamplingRate 是表示 ADC采样率, 通常情况下, Be>10GHz, SamplingRate>20G Sa/s。
并且, 在本发明实施例中, N2可以表示能够进行色散估计的最大范围, 在本发明实施例中, N2>Ni。
可选地, 在本发明实施例中, 该根据该第一自相关函数序列, 确定该脉 沖位置, 包括:
根据预设的第一窗口, 对第一自相关函数序列进行第一滑动平均处理; 根据该第一滑动平均处理后的第一自相关函数序列, 确定该脉沖位置。 具体地说, 在确定 ?2W之后, 对 ?2W进行滑动窗口平均处理(第一滑动 平均处理), 并且,作为示例而非限定, 该滑动窗口平均处理的窗口宽度(记 作 widthj可以为例如, 3。 在本发明实施例中, 滑动窗口平均处理的方法 与现有技术相同, 这里, 为了避免赘述, 省略其说明。 在对 ?2[/ι]进行滑动窗 口平均处理后 (以下, 为了便于理解, 将处理后生成的序列记作 R3 [«] ), 可 以搜索 R3W中数值最大的元素(记作元素 b ), 并将该元素 b的位置确定为脉 沖峰值的位置, 并可以记录该元素 b在 [«]中的序号 (记作 n2 ), 从而, 可 以才 据以下式 2确定 即
ni = n2 + Ni - 1 式 2
通过对该 ?2W (第一自相关函数序列)进行滑动窗口平均处理, 能够减 少自相关函数中噪声的干扰, 使确定的脉沖峰值的位置(脉沖位置)更加准 确。 以上列举的作为 width 的数值仅为本发明的一个示例性说明, 并不限定 于此。
可选地, 在本发明实施例中, 在确定 ?2W之后, 也可以直接搜索 ?2W中 数值最大的元素(记作元素 C ) ,并将该元素 C的位置确定为脉沖峰值的位置, 并可以记录该元素 c在 中的序号 (记作 n3 ), 从而, 可以根据以下式 3 确定 n 即
ii! = n3 + Ni - 1 式 3
从而, 在后述确定色散值时, 根据该脉沖峰值在 W中的位置, 或者说
11!的值, 确定色散值 (随后进行详细说明)。
可选地, 在本发明实施例中, 该根据该第一滑动平均处理后的第一自相 关函数序列, 确定该脉沖位置, 包括:
根据第一序号和第一预设值, 确定第二窗口, 该第一序号是该第一滑动 平均处理后的第一自相关函数序列中数值最大的元素的序号;
根据该第一自相关函数序列和该第二窗口, 确定第二自相关函数序列; 根据该第二窗口, 对该第二自相关函数序列进行第二滑动平均处理; 根据该第二滑动平均处理后的第二自相关函数序列, 确定该脉沖位置。 在本发明实施例中, 可以将自相关函数中与产生的色散相对应的脉沖峰 值的全宽半高 (FWHM, Full Width Half Maximum ) 的一半, 即, 将脉沖峰 值(最大值) 的二分之一作为门限(后述第一门限), 寻找脉沖宽度, 再将 脉沖宽度的例如, 二分之一作为第二窗口, 具体地说, 在确定 n2后, 可以从 W2W中, 在以 n2为中心的预设范围 (与第一预设值相对应, 例如, 可以为 5 个单位, 这里, "单位" 可以是单位序号) 内, 搜索数值最大的元素 (记作 元素 d ),并根据该元素 d的值, 以确定第一门限,这里,作为示例而非限定, 将该元素 d的值的二分之一作为该第一门限, 其后, 以元素 d为中心, 向左 侧搜索第一个数值小于该第一门限的元素(记作元素 e ), 并记录该元素 e的 序号(记作 ^ );向右侧搜索第一个数值小于该第一门限的元素(记作元素 f ), 并记录该元素 f的序号(记作 t2 ),可以根据以下式 4,确定滑动窗口宽度(第 二窗口的一例, 记作 width2 ), 即
width2 = floor { ( t2 - ti ) /2} - 1 式 4
其中, floor为向下取整数函数。 应理解, 以上列举的以脉沖峰值(最大 值)的二分之一作为门限, 确定第二窗口的方式仅为本发明的一个示例性说 明, 本发明并不限定于此。
在确定了 width2 (第二窗口)后, 可以从该 ?2W中选取一个区间作为搜 索范围 (即, 第二自相关函数序列, 以下, 为了便于说明, 记作 ?4W), 在 本发明实施例中, 可以将 w2w作为 w4w, 也可以将 {R2[N3]:R2[N4]} (即, w2w 中从序号为 N3的元素到序号为 N4的元素)作为 ?4 ], 其中, N3表示 中 选取的开始位置(序号), N4表示 ?2[/ι]中选取的结束位置(序号)。
具体地说, 可以根据以下式 5确定 N3, 即:
N3 = ti - width2 - 1 式 5
可以根据以下式 6确定 N4, 即:
N4 = t2 + width2 +1 式 6
在确定了 W后, 根据 width2, 对该 ?4W进行滑动平均处理(第二滑动 平均处理), 以下, 为了便于理解, 将处理后生成的序列记作 R5[«] , 可以搜 索 R5w中数值最大的元素(记作元素 g ),并将该元素 g的位置确定为脉沖峰 值的位置, 并可以记录该元素 g在 [«]中的序号 (记作 n4), 由于自相关函 数第一位对应 τ=0, R [W]对应延迟为 (n— i)'SamplingInterval (修正一位),其中, Samplinglnterval表示采样间隔, 从而, 可以才艮据以下式 7确定 11 , 即
ii! = n4 + tj - width2 + Νι - 3 式 7
其中, width2 = floor{ ( t2— ) /2}— 1。
从而, 在后述确定色散值时, 根据该脉沖峰值在 w中的位置, 或者说
11!的值, 确定色散值 (随后进行详细说明)。
通过对该 ?2W (第一自相关函数序列)进行滑动窗口平均处理, 能够减 少自相关函数中噪声的干扰, 使确定的脉沖峰值的位置(脉沖位置)更加准 确。
可选地, 在本发明实施例中, 该根据第一序号和第一预设值, 确定第二 窗口, 包括:
根据第一序号和第一预设值, 从该第一自相关函数序列中确定第一范 围, 该第一范围以该第一序号为中心, 该第一范围的大小与该第一预设值相 对应;
根据该第一范围中数值最大的第一元素和第二预设值, 从该第一自相关 函数序列中确定第二范围, 该第二范围以该第一元素的序号为中心, 该第二 范围的大小与该第二预设值相对应;
根据该第一元素和该第二范围中数值第二大的第二元素,确定该第二窗 口。
具体地说,如果偏振模色散 ( PMD, Polarization Mode Dispersion )较大, 则可能会出现一个自相关函数中的脉沖(峰值)分裂为两个脉沖(峰值)的 情况, 此情况下, 如果仅以脉沖峰值(最大值)的位置为中心寻找脉沖宽度, 则寻找到的脉沖宽度值会产生偏差, 因此, 在本发明实施例中, 在确定 n2 后, 还可以从 W2W中, 在以 n2为中心的预设范围 (即, 第一范围, 与第一预 设值相对应, 例如, 可以为 5个单位, 这里为 "单位" 可以是单位序号)内, 搜索数值最大的元素 (即, 元素 d )。
其后, 在以元素 d在 ?2W中的序号为中心的预设范围 (即, 第二范围, 与第二预设值相对应, 例如, 可以为 10个单位, 这里为 "单位" 可以为单 位序号), 搜索数值第二大的元素 (记作元素 h )。
其后,确定元素 d与元素 h在 中的位置关系,这里, 为了便于理解, 以元素 d在元素 h的右侧为例(即,元素 d在 ?2 W中的序号大于元素 h在 ?2 W 中的序号)进行说明。
其后, ^据该元素 d的值, 以确定第一门限, 这里, 作为示例而非限定, 将该元素 d的值的二分之一作为该第一门限。
其后, 以元素 h为中心, 向左侧搜索第一个数值小于该第一门限的元素 (记作元素 i, 并记录该元素 i的序号 (记作 t3 ); 以元素 d为中心, 向右侧 搜索第一个数值小于该第一门限的元素 (记作元素 j ), 并记录该元素 j的序 号 (记作 t4 ), 可以 ^据以下式 8, 确定一个中间参量(记作 width3 ), 即 Width3 = floor { ( t4 - 13 ) /2} - 1 式 8
其中, floor为向下取整数函数。 应理解, 以上列举的以脉沖峰值(最大 值)的二分之一作为门限, 确定第二窗口的方式仅为本发明的一个示例性说 明, 本发明并不限定于此。
在确定了 width3后, 可以从该 W2W中选取一个区间作为搜索范围 (即, 第二自相关函数序列, 以下, 为了便于说明, 记作 在本发明实施例 中, 可以将 w2w作为 R6[«] , 也可以将 {R2[N5] : R2[N6]} (即, w2w中从序号为
N5的元素到序号为 N6的元素)作为 R6[«], 其中, N5表示?2W中选取的开始 位置(序号), N6表示 中选取的结束位置(序号)。
具体地说, 可以根据以下式 9确定 N5, 即:
N5 = t3 - width3 - 1 式 9
可以根据以下式 10确定 N6, 即:
N6 = t4 + width3 + 1 式 10
在确定了 R6W后,可以根据以下式 11,确定对 R6[«]进行滑动平均处理时 使用的窗口宽度(第二窗口的另一例, 记作 width4), 即
width4 = 2 X width3 +1 式 11
其后, 对该 R6[«]进行滑动平均处理(第二滑动平均处理), 以下, 为了 便于理解, 将处理后生成的序列记作 R7[«], 可以从该 R7[«]中选取一个区间作 为搜索范围 (以下, 为了便于说明, 记作 R8[«]), 在本发明实施例中, 可以 将 R7W作为 R8W,也可以将 {R7[N7]:R7[N8]} (即, R7W中从序号为 N7的元素 到序号为 N8的元素)作为 R8[«], 其中, N7表示 R7[w]中选取的开始位置(序 号), N8表示 R7[w]中选取的结束位置 (序号)。
具体地说, 可以根据以下式 12确定 N7, 即:
N7 = 2 式 12
可以 ^据以下式 13确定 N8, 即:
N8 = t4 - t3 + 2 X width3 + 2 式 13
在确定 R8W后, 可以搜索 R8W中数值最大的元素(记作元素 k),并记录 该元素 k在 R8[«]中的序号 (记作 n5 )。
可选地, 在本发明实施例中, 可以将该元素 k的位置确定为脉沖峰值的 位置,由于自相关函数第一位对应 τ=0 , R [η]对应延迟为 - 1) · Samplinglnterval (修正一位), 其中, Sam /^/wfervaZ表示采样间隔, 从而, 可以根据以下式 14确定 即
ii! = n5 + t3 - width3 + Ni - 3 式 14
其中, Width3 = floor{ ( t4 - t3 ) /2} - 1
从而, 在后述确定色散值时, 根据该脉沖峰值在 w中的位置, 或者说
11!的值, 确定色散值 (随后进行详细说明)。
可选地, 在本发明实施例中, 在确定 n5后, 还可以利用 R8[«5-l]、 R,[n5],
R8[«5+l]三点做抛物线拟合, 从而, 可以根据以下式 15, 确定该抛物线顶点
在 R8W中的位置 (序号, 记作 n6), 即 n - „ I R8["5- 1]- R8["5+l] 式
5 2(R&[n5 -i] + R&[n5 +i]-2R&[n5])
其后,可以根据 n6和以下式 16,确定该抛物线顶点在 ?2W中的位置(序 号), 即
n7 = n5 + t3 - width3 - 2 + R8["5 _1]7R8["5 +1] 式 16 由于自相关函数第一位对应 τ=0 , R [η]对应延迟为 - 1) · Samplinglnterval (修正一位), 其中, Sam /^toervaZ表示采样间隔, 从而, 可以根据以下式 17确定 即
II! =n5.t3 - width3 + ( R,[n5 -l]-R,[n +\] + N 3 式 17 其中, width3 = floor{ ( t4— t3 ) /2}— 1。
从而, 在 S130中, 根据在 S120中确定的自相关函数中的脉沖峰值出现 位置(即, nj, 确定目标光信号的色散值。
在本发明实施例中, 根据该脉沖位置, 确定该目标光信号的色散值, 包 括:
根据离线数据, 确定指示脉沖峰值位置与色散值的对应关系的指示信 息,
根据该脉沖位置和该指示信息, 确定该光信号的色散值。
具体地说, 作为示例而非限定, 例如, 可以分别对多个光信号(离线数 据的一例 )进行色散值测试等试验, 记录各光信号的色散值和它们各自对应 的自相关函数中脉沖峰值出现的位置, 作为训练数据, 从而, 可以采用例如 期望最大化算法, 通过逐步改进公式的参数, 使参数和训练数据的似然概 率逐渐增大, 最后终止于一个极大点。 直观地理解, 期望最大化算法也可 被看作为一个逐次逼近算法: 事先并不知道模型的参数, 可以随机的选择 一套参数或者事先粗略地给定某个初始参数 λθ , 确定出对应于这组参数 的最可能的状态, 计算每个训练样本的可能结果的概率, 在当前的状态下 再由样本对参数修正, 重新估计参数 λ , 并在新的参数下重新确定模型 的状态, 这样, 通过多次的迭代, 循环直至某个收敛条件满足为止, 就可 以使得模型的参数逐渐逼近真实参数。 因此, 该步骤可以以离线的方式自 动进行。将离线计算得到的上述各种脉沖峰值位置与各自对应的色散值预先
存储起来, 例如以表的形式存储起来。 应理解, 以上列举的各公式以及各 公式中的常数的训练方法仅是本发明的一个实施例, 本发明并不限定于此。
作为示例而非限定, 以下式 18示出了色散值与自相关函数中脉沖峰值 出现的位置的对应关系的一例, 即
CD = (x + ^x2 - 4Τ0 4 )- π - -^ 式 18
2π · SamplingRate · SymbolRate
其中, CD表示色散值, n表示所述脉沖位置在该自相关函数序列中的序 号, Γ。表示所述目标光信号的初始发射机光脉沖宽度, c表示真空光速, 表 示所述目标光信号的波长, SampZ ^Rafe表示模数转换器的采样率, SymbolRate 表示所述目标光信号的符号速率。
应理解, 以上列举的各公式、 参数以及数值仅为本发明的示例性说明, 本发明并不限定于此,其他能够用于确定光信号的自相关函数的脉沖峰值出 现位置的各公式、 参数以及数值均落入本发明的保护范围内。
根据本发明实施例的色散估计的方法,通过获取目标光信号的光信号功 率自相关函数, 并确定该光信号功率自相关函数出现脉沖峰值的位置, 能够 在无需扫描所有可能的色散值的情况下,根据该出现脉沖峰值的位置确定目 标光信号的色散值, 到达快速估计信号的色散值的目的。
上文中, 结合图 1 , 详细描述了根据本发明实施例的色散估计的方法, 下面将结合图 2 , 详细描述根据本发明实施例的色散估计的装置。
图 2示出了根据本发明实施例的色散估计的装置 200的示意性框图。如 图 2所示, 该装置可以包括:
功率自相关处理单元 210 , 用于计算目标光信号的信号功率的自相关函 数, 并获取该自相关函数的自相关函数序列, 以及向脉沖位置搜索单元 220 传输指示该自相关函数序列的信息;
脉沖位置搜索单元 220 , 用于从该功率自相关处理单元 210获取指示该 自相关函数序列的信息, 并根据该自相关函数序列, 确定脉沖位置, 该脉沖 位置与该自相关函数的脉沖峰值的位置相对应, 以及向色散值确定单元 230 传输指示该脉沖位置的信息;
色散值确定单元 230 , 用于从该脉沖位置搜索单元 220指示该脉沖位置 的信息, 并根据该脉沖位置, 确定该目标光信号的色散值。
在本发明实施例中, 通过试验(例如, 获取多个光信号的功率自相关函 数, 并获取该多个光信号的色散值)发现, 在光信号(例如, 单偏振的 PSK 信号、 PDM的 PSK信号或 QAM信号存在色散时, 该光信号功率的自相关 函数会出现一个脉沖峰值, 并且, 不同的脉沖峰值位置与不同的色散值之间 存在映射对应关系, 因此, 在本发明实施例中, 可以根据光信号的信号功率 的自相关函数中脉沖峰值的位置, 确定该光信号的色散值。
因此, 功率自相关处理单元 210可以计算目标光信号的信号功率(光功 率)的自相关函数。 在本发明实施例中, 目标光信号为需要估算色散的光信 号。 在本发明实施例中, 可以对该目标光信号进行以下处理, 以单偏振系统 为例, 在相干接收机中, 目标光信号和本振光在 Hybrid 中混合, 通过平衡 接收机后转化为两路电流(同向电流和正交电流;), 经过两路 ADC采样后, 转换为数字信号, 得到 I信号和 Q信号, 从而, 可以根据该 I信号和 Q信号 来确定目标光信号的信号功率的自相关函数。 以下, 作为示例而非限定, 以 该通过该 I信号和 Q信号确定目标光信号的信号功率的自相关函数为例进行 说明。
可选地, 在本发明实施例中, 在该目标光信号为非归零码格式信号的情 况下, 该装置还包括:
第一干扰处理单元, 用于对该目标光信号进行第一处理, 以消除所述目 标光信号的零频干扰。
具体地说, 零频干扰是指, 在该目标光信号为非归零( NRZ , No Return
Zero )码格式的情况下, 如果直接获取该格式的信号的自相关函数, 则获取 的自相关函数的零频位置会出现一个较大的峰值,从而对后述搜索脉沖峰值 造成影响, 因此, 作为示例而非限定, 在本发明实施例中, 可以对 I信号和 Q信号进行延迟处理和相减处理,以实现对该目标光信号的高通滤波,其中, 该延迟处理使用的迟延大小可以为例如, 一个符号周期。 从而, 能够避免获 取的自相关函数在零频位置出现较大的峰值。
可选地, 在本发明实施例中, 该装置还包括:
第二干扰处理单元, 用于对该目标光信号进行第二处理, 以消除该目标 光信号的直流分量干扰。
具体地说, 作为示例而非限定, 第二干扰处理单元可以对 I信号和 Q信 号(具体地说, 是与该 I信号相对应的 I信号序列以及与该 Q信号相对应的
Q信号序列)进行求平方和处理, 然后用经过该求平方和处理后的信号减去 信号均值, 其中, 作为示例而非限定, 该信号均值可以通过以下方法确定, 即, 可以获取与该 I信号相对应的 I信号序列, 以及与该 Q信号相对应的 Q 信号序列, 其后, 对 I信号序列和 Q信号序列求和, 然后除以 I信号序列和 Q信号序列的长度, 从而确定该信号均值。 通过以上处理, 能够实现对该目 标光信号的隔直处理, 从而能够去掉直流分量产生的无用的自相关函数部 分。 傅里叶变换, 再做幅度平方, 最后进行逆傅里叶变换, 得到该目标光信号的 信号功率的自相关函数, 进而可以根据该自相关函数, 生成以该自相关函数 的各函数值为元素的自相关函数序列 (以下, 为了便于说明, 记作
脉沖位置搜索单元 220可以从该 W中搜索脉沖峰值的位置, 即, 确定 该脉沖峰值在 w中的序号。
可选地, 在本发明实施例中, 脉沖位置搜索单元 220可以搜索 W中数 值最大的元素 (记作元素 a ), 并将该元素 a的位置确定为脉沖峰值的位置, 并可以记录该元素 a的序号, 以在后述色散值确定单元 230确定色散值时, 根据该脉沖峰值在 W中的位置, 或者说元素 a在 W中的序号(记作 nj, 确定色散值 (随后进行详细说明 )。
可选地, 在本发明实施例中, 该脉沖位置搜索单元 220具体用于根据该 自相关函数序列, 确定第一自相关函数序列, 该第一自相关函数序列包括与 该脉沖峰值相对应的元素;
用于根据该第一自相关函数序列, 确定该脉沖位置。
具体地说, 在本发明实施例中, 脉沖位置搜索单元 220可以从该 W中 选取一个区间作为搜索范围 (即, 第一自相关函数序列, 以下, 为了便于说 明,记作 ?2W ),并且,在本发明实施例中,脉沖位置搜索单元 220可以将 W 作为 ] , 也可以将 [A^ WJNJ (即, W中从序号为 的元素到序号为 N2的元素)作为 W2W , 其中, 表示 W中选取的开始位置(序号), N2表 示 W中选取的结束位置(序号)。
可选地, 在本发明实施例中, 该脉沖位置搜索单元 220具体用于根据用 于获取该目标光信号的相干接收机的电带宽和用于获取该目标光信号的高 速模数转换器的采样率,从该自相关函数序列中确定选取该第一自相关函数
序列的开始位置。
具体地说, 脉沖位置搜索单元 220可以根据式 1确定 。
可选地, 在本发明实施例中, 该脉沖位置搜索单元 220具体用于根据预 设的第一窗口, 对第一自相关函数序列进行第一滑动平均处理;
用于根据该第一滑动平均处理后的第一自相关函数序列,确定该脉沖位 置。
具体地说, 脉沖位置搜索单元 220在确定 ?2W之后, 可以对 ?2W进行滑 动窗口平均处理(第一滑动平均处理), 并且, 作为示例而非限定, 该滑动 窗口平均处理的窗口宽度(记作 widthj可以为例如, 3。 在本发明实施例 中, 滑动窗口平均处理的方法与现有技术相同, 这里, 为了避免赘述, 省略 其说明。 在对 ?2W进行滑动窗口平均处理后(以下, 为了便于理解, 将处理 后生成的序列记作 R3W ), 可以搜索 R3 [«]中数值最大的元素 (记作元素 b ), 并将该元素 b的位置确定为脉沖峰值的位置, 并可以记录该元素 b在 R3 [«]中 的序号 (记作 n2 ), 从而, 可以根据式 2确定 ηι。
通过对该 ?2W (第一自相关函数序列)进行滑动窗口平均处理, 能够减 少自相关函数中噪声的干扰, 使确定的脉沖峰值的位置(脉沖位置)更加准 确。 以上列举的作为 width 的数值仅为本发明的一个示例性说明, 并不限定 于此。
可选地, 在本发明实施例中, 在确定 ?2W之后, 脉沖位置搜索单元 220 也可以直接搜索 ?2W中数值最大的元素(记作元素 c ), 并将该元素 c的位置 确定为脉沖峰值的位置, 并可以记录该元素 c在 ?2W中的序号 (记作 n3 ), 从而, 可以根据式 3确定 1^。
从而, 在后述确定色散值时, 色散值确定单元 230可以根据该脉沖峰值 在 W中的位置, 或者说 ηι的值, 确定色散值(随后进行详细说明)。
可选地, 在本发明实施例中, 该脉沖位置搜索单元 220具体用于根据第 一序号和第一预设值, 确定第二窗口, 该第一序号是该第一滑动平均处理后 的第一自相关函数序列中数值最大的元素的序号;
用于根据该第一自相关函数序列和该第二窗口,确定第二自相关函数序 歹' J ;
用于根据该第二窗口, 对该第二自相关函数序列进行第二滑动平均处 理;
用于根据该第二滑动平均处理后的第二自相关函数序列,确定该脉沖位 置。
在本发明实施例中, 脉沖位置搜索单元 220例如, 可以将自相关函数中 与产生的色散相对应的脉沖峰值的 FWHM的一半, 即, 将脉沖峰值(最大 值) 的二分之一作为门限(后述第一门限), 寻找脉沖宽度, 再将脉沖宽度 的例如, 二分之一作为第二窗口, 具体地说, 在确定 n2后, 可以从?2W中, 在以 n2的中心的预设范围 (与第一预设值相对应, 例如, 可以为 5个单位, 这里 "单位" 可以是单位序号) 内, 搜索数值最大的元素(记作元素 d), 并 才艮据该元素 d的值, 以确定第一门限, 这里, 作为示例而非限定, 将该元素 d的值的二分之一作为该第一门限, 其后, 以元素 d为中心, 向左侧搜索第 一个数值小于该第一门限的元素(记作元素 e ), 并记录该元素 e的序号(记 作 ; 向右侧搜索第一个数值小于该第一门限的元素 (记作元素 f), 并记 录该元素 f的序号(记作 t2), 可以根据式 4, 确定滑动窗口宽度(第二窗口 的一例, 记作 width2)。
在确定了 width2 (第二窗口)后, 脉沖位置搜索单元 220可以从该 W2W 中选取一个区间作为搜索范围 (即, 第二自相关函数序列, 以下, 为了便于 说明, 记作 ?4W ), 在本发明实施例中, 可以将 ?2W作为 ?4W, 也可以将 {R2[N3] :R2[N4}}(即, ?2W中从序号为 N3的元素到序号为 N4的元素 M乍为 ?4[/i], 其中, N3表示 ?2W中选取的开始位置(序号), N4表示 ?2W中选取的结束位 置(序号)。 具体地说, 脉沖位置搜索单元 220可以根据式 5确定 N3, 并可 以根据式 6确定 N4。
在确定了 ?4W后, 脉沖位置搜索单元 220根据 width2, 对该 ?4W进行滑 动平均处理(第二滑动平均处理), 以下, 为了便于理解, 将处理后生成的 序列记作 [«], 可以搜索 R5[«]中数值最大的元素(记作元素 g), 并将该元素 g的位置确定为脉沖峰值的位置, 并可以记录该元素 g在 [«]中的序号 (记 作 n4 ) , 由于 自相关函数第一位对应 τ=0 , R W对应延迟为 0 - 1) · Samplinglnterval (修正一位 ) , 其中, Samplinglnterval表示采样间 Ρι¾ , 从 而, 可以 ^据式 7确定 。
从而, 在后述确定色散值时, 色散值确定单元 230可以根据该脉沖峰值 在 中的位置, 或者说 ηι的值, 确定色散值(随后进行详细说明)。
通过对该 ?2W (第一自相关函数序列)进行滑动窗口平均处理, 能够减
少自相关函数中噪声的干扰, 使确定的脉沖峰值的位置(脉沖位置)更加准 确。
可选地, 在本发明实施例中, 该脉沖位置搜索单元 220具体用于根据第 一序号和第一预设值, 从该第一自相关函数序列中确定第一范围, 该第一范 围以该第一序号为中心, 该第一范围的大小与该第一预设值相对应;
用于根据该第一范围中数值最大的第一元素和第二预设值,从该第一自 相关函数序列中确定第二范围, 该第二范围以该第一元素的序号为中心, 该 第二范围的大小与该第二预设值相对应;
用于根据该第一元素和该第二范围中数值第二大的第二元素,确定该第 二窗口。
具体地说,如果 PMD较大,则可能会出现一个自相关函数中的脉沖(峰 值)分裂为两个脉沖 (峰值)的情况, 此情况下, 如果仅以脉沖峰值(最大 值)的位置为中心寻找脉沖宽度,则寻找到的脉沖宽度值会产生偏差, 因此, 在本发明实施例中, 脉沖位置搜索单元 220在确定 n2后, 还可以从 W2W中, 在以 n2为中心的预设范围 (即, 第一范围, 与第一预设值相对应, 例如, 可 以为 5个单位) 内, 搜索数值最大的元素 (即, 元素 d )。
其后, 在以元素 d在 中的序号为中心的预设范围 (即, 第二范围, 与第二预设值相对应, 例如, 可以为 10个单位) 内, 搜索数值第二大的元 素 (记作元素 h )。
其后,确定元素 d与元素 h在 中的位置关系,这里, 为了便于理解, 以元素 d在元素 h的右侧为例(即,元素 d在 ?2 W中的序号大于元素 h在 ?2 W 中的序号)进行说明。
其后, ^据该元素 d的值, 以确定第一门限, 这里, 作为示例而非限定, 将该元素 d的值的二分之一作为该第一门限。
其后, 以元素 h为中心, 向左侧搜索第一个数值小于该第一门限的元素
(记作元素 i, 并记录该元素 i的序号 (记作 t3 ); 以元素 d为中心, 向右侧 搜索第一个数值小于该第一门限的元素 (记作元素 j ), 并记录该元素 j的序 号 (记作 t4 ), 可以 ^据式 8 , 确定一个中间参量(记作 width3 )。
脉沖位置搜索单元 220在确定了 width3后,可以从该 ?2W中选取一个区 间作为搜索范围(即,第二自相关函数序列,以下,为了便于说明,记作 R6 W ), 在本发明实施例中,可以将 w2w作为 R6[«] ,也可以将 {R2[N5 ] : R2[N6]} (即, w2w
中从序号为 N5的元素到序号为 N6的元素)作为 R6[w], 其中, N5表示 中 选取的开始位置(序号), N6表示 ?2[/1]中选取的结束位置(序号)。具体地说, 脉沖位置搜索单元 220可以根据式 9确定 N5, 并可以根据式 10确定 N6。
脉沖位置搜索单元 220在确定了 R6[«]后,可以根据式 11,确定对 R6[«]进 行滑动平均处理时使用的窗口宽度(第二窗口的另一例, 记作 width4)。
其后, 脉沖位置搜索单元 220对该 R6[«]进行滑动平均处理(第二滑动平 均处理 ),以下,为了便于理解,将处理后生成的序列记作 R7[«],可以从该 R7[«] 中选取一个区间作为搜索范围 (以下, 为了便于说明, 记作 ¾[w]), 在本发 明实施例中, 可以将 R7[«]作为 R8[«], 也可以将 {R7[N7]:R7[N8]} (即, R7[«]中从 序号为 N7的元素到序号为 N8的元素)作为 R8[«], 其中, N7表示 R7[«]中选取 的开始位置(序号), N8表示 R7[«]中选取的结束位置(序号)。 具体地说, 脉 沖位置搜索单元 220可以根据式 12确定 N7, 并可以根据式 13确定 N8。
脉沖位置搜索单元 220在确定 R8[«]后, 可以搜索 R8[«]中数值最大的元素 (记作元素 k), 并记录该元素 ]^在 [«]中的序号 (记作 n5)。
在本发明实施例中, 可以将该元素 k的位置确定为脉沖峰值的位置, 由 于自相关函数第一位对应 τ=0 , R [η]对应延迟为 - 1) · Samplinglnterval (修正 一位), 其中, ^mpZ^tom^表示采样间隔, 从而, 脉沖位置搜索单元 220 可以根据式 14确定 ηι。
从而,在后述色散值确定单元 230确定色散值时,根据该脉沖峰值在 [n] 中的位置, 或者说 ηι的值, 确定色散值(随后进行详细说明)。
可选地, 在本发明实施例中, 脉沖位置搜索单元 220在确定 n5后, 还可 以利用 R8[«5-l]、 R,[n5], R8[«5+l]三点做抛物线拟合, 从而, 可以根据式 15, 确定该抛物线顶点在 R8[«]中的位置(序号, 记作 n6)。
其后, 脉沖位置搜索单元 220可以根据 n6和式 16, 确定该抛物线顶点 在?2W中的位置(序号)。
由于自相关函数第一位对应 τ=0 , R [η]对应延迟为 - 1) · Samplinglnterval (修正一位), 其中, ^m/^Mg/MferraZ表示采样间隔, 从而, 可以根据式 17 确定 n
从而, 色散值确定单元 230可以根据脉沖位置搜索单元 220确定的自相 关函数中的脉沖峰值出现位置 (即, nj, 确定目标光信号的色散值。
在本发明实施例中, 该色散值确定单元 230具体用于根据离线数据, 确 定指示脉沖峰值位置与色散值的对应关系的指示信息,
根据该脉沖位置和该指示信息, 确定该光信号的色散值。
具体地说, 作为示例而非限定, 例如, 色散值确定单元 230可以分别对 多个光信号(离线数据的一例 )进行色散值测试等试验, 记录各光信号的色 散值和它们各自对应的自相关函数中脉沖峰值出现的位置, 作为训练数据, 从而, 可以采用例如期望最大化算法, 通过逐步改进公式的参数, 使参数 和训练数据的似然概率逐渐增大, 最后终止于一个极大点。 直观地理解, 期望最大化算法也可被看作为一个逐次逼近算法:事先并不知道模型的参 数, 可以随机的选择一套参数或者事先粗略地给定某个初始参数 λθ , 确 定出对应于这组参数的最可能的状态,计算每个训练样本的可能结果的概 率, 在当前的状态下再由样本对参数修正, 重新估计参数 λ , 并在新的 参数下重新确定模型的状态, 这样, 通过多次的迭代, 循环直至某个收敛 条件满足为止, 就可以使得模型的参数逐渐逼近真实参数。 因此, 该步骤 可以以离线的方式自动进行。将离线计算得到的上述各种脉沖峰值位置与各 自对应的色散值预先存储起来, 例如以表的形式存储起来。 应理解, 以上列 发明并不限定于此。
作为示例而非限定, 色散值确定单元 230可以根据式 18确定色散值。 应理解, 以上列举的各公式、 参数以及数值仅为本发明的示例性说明, 本发明并不限定于此,其他能够用于确定光信号的自相关函数的脉沖峰值出 现位置的各公式、 参数以及数值均落入本发明的保护范围内。
根据本发明实施例的色散估计的装置可对应于本发明实施例的色散估 计的方法的执行主体, 并且, 该色散估计的装置中的各单元和上述其他操作 和 /或功能分别为了实现图 1中的方法 100的相应流程, 为了筒洁,在此不再 赘述。
根据本发明实施例的色散估计的装置,通过获取目标光信号的光信号功 率自相关函数, 并确定该光信号功率自相关函数出现脉沖峰值的位置, 能够 在无需扫描所有可能的色散值的情况下,根据该出现脉沖峰值的位置确定目 标光信号的色散值, 到达快速估计信号的色散值的目的。
上文中, 结合图 1和图 2, 详细描述了根据本发明实施例的色散估计的 方法和装置, 下面将结合图 3 , 详细描述根据本发明实施例的色散估计的系 统。
图 3示出了根据本发明实施例的色散估计的装置 300的示意性框图。如 图 3所示, 该系统可以包括:
总线 310;
与该总线相连的处理器 320;
与该总线相连的存储器 330;
其中, 该处理器 320通过该总线, 调用该存储器 330中存储的程序, 以 用于计算目标光信号的信号功率的自相关函数, 并获取该自相关函数的自相 关函数序列;
根据该自相关函数序列, 确定脉沖位置, 该脉沖位置与该自相关函数的 脉沖峰值的出现位置相对应;
根据该脉沖位置, 确定该目标光信号的色散值。
在本发明实施例中, 通过试验(例如, 获取多个光信号的功率自相关函 数, 并获取该多个光信号的色散值)发现, 在光信号(例如, 单偏振的 PSK 信号、 PDM的 PSK信号或 QAM信号存在色散时, 该光信号功率的自相关 函数会出现一个脉沖峰值, 并且, 不同的脉沖峰值位置与不同的色散值之间 存在映射对应关系, 因此, 在本发明实施例中, 可以根据光信号的信号功率 的自相关函数中脉沖峰值的位置, 确定该光信号的色散值。
因此, 处理器 320可以计算目标光信号的信号功率(光功率)的自相关 函数。 在本发明实施例中, 目标光信号为需要估算色散的光信号。 在本发明 实施例中, 可以对该目标光信号进行以下处理, 以单偏振系统为例, 在相干 接收机中, 目标光信号和本振光在 Hybrid 中混合, 通过平衡接收机后转化 为两路电流(同向电流和正交电流), 经过两路 ADC采样后, 转换为数字信 号, 得到 I信号和 Q信号, 从而, 可以根据该 I信号和 Q信号来确定目标光 信号的信号功率的自相关函数。 以下, 作为示例而非限定, 以该通过该 I信 号和 Q信号确定目标光信号的信号功率的自相关函数为例进行说明。。
可选地, 在本发明实施例中, 在该目标光信号为非归零码格式信号的情 况下, 该处理器 320通过该总线 310, 调用该存储器 330中存储的程序, 以 消除所述目标光信号的零频干扰。
具体地说, 零频干扰是指, 在该目标光信号为非归零(NRZ, No Return Zero )码格式的情况下, 如果直接获取该格式的信号的自相关函数, 则获取 的自相关函数的零频位置会出现一个较大的峰值,从而对后述搜索脉沖峰值
造成影响, 因此, 作为示例而非限定, 在本发明实施例中, 可以对 I信号和 Q信号进行延迟处理和相减处理,以实现对该目标光信号的高通滤波,其中, 该延迟处理使用的迟延大小可以为例如, 一个符号周期。 从而, 能够避免获 取的自相关函数在零频位置出现较大的峰值。
可选地, 在本发明实施例中, 该处理器 320通过该总线 310, 调用该存 储器 330中存储的程序, 以用于对该目标光信号进行第二处理, 以消除该目 标光信号的直流分量干扰。
具体地说, 作为示例而非限定, 处理器 320可以对 I信号和 Q信号(具 体地说,是与该 I信号相对应的 I信号序列以及与该 Q信号相对应的 Q信号 序列)进行求平方和处理, 然后用经过该求平方和处理后的信号减去信号均 值, 其中, 作为示例而非限定, 该信号均值可以通过以下方法确定, 即, 可 以获取与该 I信号相对应的 I信号序列,以及与该 Q信号相对应的 Q信号序 歹 ij , 其后, 对 I信号序列和 Q信号序列求和, 然后除以 I信号序列和 Q信号 序列的长度, 从而确定该信号均值。 通过以上处理, 能够实现对该目标光信 号的隔直处理, 从而能够去掉直流分量产生的无用的自相关函数部分。
其后, 处理器 320可以对经过上述处理的目标光信号进行傅里叶变换, 再做幅度平方, 最后进行逆傅里叶变换, 得到该目标光信号的信号功率的自 相关函数, 进而可以根据该自相关函数, 生成以该自相关函数的各函数值为 元素的自相关函数序列 (以下, 为了便于说明, 记作 w )
处理器 320可以从该 W中搜索脉沖峰值的位置, 即, 确定该脉沖峰值 在 w中的序号。
可选地, 在本发明实施例中处理器 320可以搜索 W中数值最大的元素 (记作元素 a ), 并将该元素 a的位置确定为脉沖峰值的位置, 并可以记录该 元素 a的序号, 以在后述色散值确定单元 230确定色散值时, 根据该脉沖峰 值在 W中的位置, 或者说元素 a在 W中的序号 (记作 nj, 确定色散值 (随后进行详细说明)。
可选地, 在本发明实施例中, 该处理器 320通过该总线 310, 调用该存 储器 330中存储的程序, 以具体用于根据该自相关函数序列, 确定第一自相 关函数序列, 该第一自相关函数序列包括与该脉沖峰值相对应的元素;
根据该第一自相关函数序列, 确定该脉沖位置。
具体地说, 在本发明实施例中, 处理器 320可以从该 W中选取一个区
间作为搜索范围(即,第一自相关函数序列,以下,为了便于说明 ,记作 ?2 W ), 并且, 在本发明实施例中, 处理器 320 可以将 W作为 也可以将 {^[NJi^fNJIi即, W中从序号为 的元素到序号为 N2的元素 M乍为 ?2[/i] , 其中, 表示 W中选取的开始位置 (序号), N2表示 W中选取的结束位 置(序号)。
可选地, 在本发明实施例中, 处理器 320具体用于根据用于获取该目标 光信号的相干接收机的电带宽和用于获取该目标光信号的高速模数转换器 的采样率,从该自相关函数序列中确定选取该第一自相关函数序列的开始位 置。
具体地说, 处理器 320可以根据式 1确定 Ni。
可选地, 在本发明实施例中, 该处理器 320通过该总线 310, 调用该存 储器 330中存储的程序, 以具体用于根据预设的第一窗口, 对第一自相关函 数序列进行第一滑动平均处理;
用于根据该第一滑动平均处理后的第一自相关函数序列,确定该脉沖位 置。
具体地说, 处理器 320在确定 ?2W之后, 可以对 ?2W进行滑动窗口平均 处理(第一滑动平均处理), 并且, 作为示例而非限定, 该滑动窗口平均处 理的窗口宽度(记作 widthj可以为例如, 3。 在本发明实施例中, 滑动窗 口平均处理的方法与现有技术相同, 这里, 为了避免赘述, 省略其说明。 在 对 ?2[/ι]进行滑动窗口平均处理后(以下, 为了便于理解, 将处理后生成的序 列记作 R3W ), 可以搜索 R3 [«]中数值最大的元素 (记作元素 b ), 并将该元素 b的位置确定为脉沖峰值的位置, 并可以记录该元素 b在 [«]中的序号 (记 作 n2 ), 从而, 可以根据式 2确定 ηι。
通过对该 ?2W (第一自相关函数序列)进行滑动窗口平均处理, 能够减 少自相关函数中噪声的干扰, 使确定的脉沖峰值的位置(脉沖位置)更加准 确。 以上列举的作为 width 的数值仅为本发明的一个示例性说明, 并不限定 于此。
可选地, 在本发明实施例中, 在确定 ?2W之后, 处理器 320也可以直接 搜索 ?2W中数值最大的元素(记作元素 c ), 并将该元素 c的位置确定为脉沖 峰值的位置, 并可以记录该元素 c在 ?2W中的序号 (记作 n3 ), 从而, 可以 根据式 3确定 ηι。
从而, 在后述确定色散值时, 处理器 320可以根据该脉沖峰值在 W中 的位置, 或者说 的值, 确定色散值(随后进行详细说明)。
可选地, 在本发明实施例中, 该处理器 320通过该总线 310, 调用该存 储器 330中存储的程序, 以具体用于根据第一序号和第一预设值, 确定第二 窗口, 该第一序号是该第一滑动平均处理后的第一自相关函数序列中数值最 大的元素的序号;
用于根据该第一自相关函数序列和该第二窗口,确定第二自相关函数序 歹' J ;
用于根据该第二窗口, 对该第二自相关函数序列进行第二滑动平均处 理;
用于根据该第二滑动平均处理后的第二自相关函数序列,确定该脉沖位 置。
在本发明实施例中, 处理器 320例如, 可以将自相关函数中与产生的色 散相对应的脉沖峰值的 FWHM的一半, 即, 将脉沖峰值(最大值) 的二分 之一作为门限(后述第一门限), 寻找脉沖宽度, 再将脉沖宽度的例如, 二 分之一作为第二窗口, 具体地说, 在确定 n2后, 可以从 ?2W中, 在以 n2为 中心的预设范围 (即, 第一范围, 例如, 可以为 5个单位, 这里 "单位" 可 以是单位序号) 内, 搜索数值最大的元素 (记作元素 d ), 并根据该元素 d 的值, 以确定第一门限, 这里, 作为示例而非限定, 将该元素 d的值的二分 之一作为该第一门限, 其后, 以元素 d为中心, 向左侧搜索第一个数值小于 该第一门限的元素 (记作元素 e ), 并记录该元素 e的序号 (记作 ; 向右 侧搜索第一个数值小于该第一门限的元素(记作元素 f), 并记录该元素 f的 序号(记作 t2 ), 可以根据式 4, 确定滑动窗口宽度(第二窗口的一例, 记作 width2 )。
处理器 320在确定了 width2 (第二窗口)后, 可以从该 ?2W中选取一个 区间作为搜索范围 (即, 第二自相关函数序列, 以下, 为了便于说明, 记作 R4[n] ), 在本发明实施例中, 可以将 W2W作为 W4W , 也可以将 {R2 [N3 ] : R2 [N4]} (即, ?2W中从序号为 N3的元素到序号为 N4的元素)作为 ?4W , 其中, N3 表示 ?2W中选取的开始位置(序号 ), N4表示 ?2W中选取的结束位置(序号)。 具体地说, 处理器 320可以根据式 5确定 N3, 并可以根据式 6确定 N4。
处理器 320在确定了 ?4W后, 可以根据 width2, 对该 ?4W进行滑动平均
处理(第二滑动平均处理), 以下, 为了便于理解, 将处理后生成的序列记 作 R5w , 可以搜索 R5w中数值最大的元素(记作元素 g ), 并将该元素 g的位 置确定为脉沖峰值的位置, 并可以记录该元素 g在 R5 [«]中的序号(记作 n4 ), 由于自相关函数第一位对应 τ=0 , R [η]对应延迟为 - 1) · Samplinglnterval (修 正一位), 其中, ^m/^/^/wferraZ表示采样间隔, 从而, 处理器 320可以根据 式 7确定 。
从而, 处理器 320在后述确定色散值时, 可以根据该脉沖峰值在 W中 的位置, 或者说 的值, 确定色散值(随后进行详细说明)。
通过对该 (第一自相关函数序列)进行滑动窗口平均处理, 能够减 少自相关函数中噪声的干扰, 使确定的脉沖峰值的位置(脉沖位置)更加准 确。
可选地, 在本发明实施例中, 该处理器 320通过该总线 310, 调用该存 储器 330中存储的程序, 以具体用于根据第一序号和第一预设值, 从该第一 自相关函数序列中确定第一范围, 该第一范围以该第一序号为中心, 该第一 范围的大小与该第一预设值相对应;
用于根据该第一范围中数值最大的第一元素和第二预设值,从该第一自 相关函数序列中确定第二范围, 该第二范围以该第一元素的序号为中心, 该 第二范围的大小与该第二预设值相对应;
用于根据该第一元素和该第二范围中数值第二大的第二元素,确定该第 二窗口。
具体地说,如果 PMD较大,则可能会出现一个自相关函数中的脉沖(峰 值)分裂为两个脉沖 (峰值)的情况, 此情况下, 如果仅以脉沖峰值(最大 值)的位置为中心寻找脉沖宽度,则寻找到的脉沖宽度值会产生偏差, 因此, 在本发明实施例中, 处理器 320在确定 n2后, 还可以从 ?2W中, 在以 n2为 中心的预设范围 (即, 第一范围, 与第一预设值相对应, 例如, 可以为 5个 单位) 内, 搜索数值最大的元素 (即, 元素 d )。
其后,在以元素 d在 中的序号为中心的的预设范围(即,第二范围, 与第二预设值相对应, 例如, 可以为 10个单位, 这里为单位序号), 搜索数 值第二大的元素 (记作元素 h )。
其后,确定元素 d与元素 h在 ?2W中的位置关系,这里, 为了便于理解, 以元素 d在元素 h的右侧为例(即,元素 d在 ?2 W中的序号大于元素 h在 ?2 W
中的序号)进行说明。
其后, ^据该元素 d的值, 以确定第一门限, 这里, 作为示例而非限定, 将该元素 d的值的二分之一作为该第一门限。
其后, 以元素 h为中心, 向左侧搜索第一个数值小于该第一门限的元素 (记作元素 i, 并记录该元素 i的序号 (记作 t3 ); 以元素 d为中心, 向右侧 搜索第一个数值小于该第一门限的元素 (记作元素 j), 并记录该元素 j的序 号 (记作 t4), 可以 ^据式 8, 确定一个中间参量(记作 width3)。
处理器 320在确定了 width3后,可以从该 中选取一个区间作为搜索 范围 (即, 第二自相关函数序列, 以下, 为了便于说明, 记作 在本 发明实施例中, 可以将 w2W作为 R6[«], 也可以将 {R2[N5]:R2[N6]} (即, w2W中 从序号为 N5的元素到序号为 N6的元素)作为 R6W,其中, N5表示?2W中选 取的开始位置 (序号), N6表示 ?2[/ι]中选取的结束位置(序号)。 具体地说, 处理器 320可以根据式 9确定 N5, 并可以根据式 10确定 N6。
脉沖位置搜索单元 220在确定了 R6[«]后,可以根据式 11,确定对 R6[«]进 行滑动平均处理时使用的窗口宽度(第二窗口的另一例, 记作 width4)。
其后, 处理器 320对该 R6W进行滑动平均处理(第二滑动平均处理), 以下, 为了便于理解, 将处理后生成的序列记作 R7[«], 可以从该 R7[«]中选取 一个区间作为搜索范围 (以下, 为了便于说明, 记作 R8[«]), 在本发明实施 例中, 可以将 R7[«]作为 R8[«], 也可以将 {R7[N7]:R7[N8]} (即, R7[«]中从序号为 N7的元素到序号为 N8的元素)作为 R8[«], 其中, N7表示 R7[«]中选取的开始 位置(序号), N8表示 R7[«]中选取的结束位置(序号)。 具体地说, 脉沖位置 搜索单元 220可以根据式 12确定 N7, 并可以根据式 13确定 N8。
处理器 320在确定 R8[«]后, 可以搜索 R8[«]中数值最大的元素(记作元素 k), 并记录该元素 ]^在 [«]中的序号 (记作 n5)。
在本发明实施例中,处理器 320可以将该元素 k的位置确定为脉沖峰值 的位置, 由于 自相关函数第一位对应 τ=0 , R W对应延迟为 0 - 1) · Samplinglnterval (修正一位 ) , 其中, Samplinglnterval表示采样间 Ρι¾ , 从 而, 处理器 320可以 ^据式 14确定 ηι。
从而, 在后述处理器 320确定色散值时, 根据该脉沖峰值在 W中的位 置, 或者说 ηι的值, 确定色散值(随后进行详细说明)。
可选地, 在本发明实施例中, 处理器 320 在确定 n5后, 还可以利用
R& [n5 - \] , R& [n5 ] , R8[«5 + l]三点做抛物线拟合, 从而, 可以根据式 15 , 确定该 抛物线顶点在 中的位置 (序号, 记作 n6 )。
其后, 处理器 320可以根据 n6和式 16, 确定该抛物线顶点在 ?2W中的 位置(序号)。
由于自相关函数第一位对应 τ=0 , R [η]对应延迟为 - 1) · Samplinglnterval
(修正一位), 其中, ^m/^Mg/MferraZ表示采样间隔, 从而, 可以根据式 17 确定 n
从而,处理器 320可以根据所确定的自相关函数中的脉沖峰值出现位置 (即, nj, 确定目标光信号的色散值。
在本发明实施例中, 处理器 320根据离线数据, 确定指示脉沖峰值位置 与色散值的对应关系的指示信息,
根据该脉沖位置和该指示信息, 确定该光信号的色散值。
具体地说, 作为示例而非限定, 例如, 处理器 320可以分别对多个光信 号(离线数据的一例 )进行色散值测试等试验, 记录各光信号的色散值和它 们各自对应的自相关函数中脉沖峰值出现的位置, 作为训练数据, 从而, 可 以采用例如期望最大化算法, 通过逐步改进公式的参数, 使参数和训练数 据的似然概率逐渐增大, 最后终止于一个极大点。 直观地理解, 期望最大 化算法也可被看作为一个逐次逼近算法: 事先并不知道模型的参数, 可以 随机的选择一套参数或者事先粗略地给定某个初始参数 λθ , 确定出对应 于这组参数的最可能的状态, 计算每个训练样本的可能结果的概率, 在当 前的状态下再由样本对参数修正, 重新估计参数 λ , 并在新的参数下重 新确定模型的状态, 这样, 通过多次的迭代, 循环直至某个收敛条件满足 为止, 就可以使得模型的参数逐渐逼近真实参数。 因此, 该步骤可以以离 线的方式自动进行。将离线计算得到的上述各种脉沖峰值位置与各自对应的 色散值预先存储起来, 例如以表的形式存储起来。 应理解, 以上列举的各 不限定于此。
作为示例而非限定, 处理器 320可以根据式 18确定色散值。
应理解, 以上列举的各公式、 参数以及数值仅为本发明的示例性说明, 本发明并不限定于此,其他能够用于确定光信号的自相关函数的脉沖峰值出 现位置的各公式、 参数以及数值均落入本发明的保护范围内。
根据本发明实施例的色散估计的系统可对应于本发明实施例的色散估 计的方法的执行主体, 并且, 该色散估计的装置中的各单元和上述其他操作 和 /或功能分别为了实现图 1中的方法 100的相应流程, 为了筒洁,在此不再 赘述。
根据本发明实施例的色散估计的系统,通过获取目标光信号的光信号功 率自相关函数, 并确定该光信号功率自相关函数出现脉沖峰值的位置, 能够 在无需扫描所有可能的色散值的情况下,根据该出现脉沖峰值的位置确定目 标光信号的色散值, 到达快速估计信号的色散值的目的。 应理解, 在本发明 的各种实施例中, 上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后, 各 过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定, 而不应对本发明实施例的实施 过程构成任何限定。
本领域普通技术人员可以意识到, 结合本文中所公开的实施例描述的各 示例的单元及算法步骤, 能够以电子硬件、 或者计算机软件和电子硬件的结 合来实现。 这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行, 取决于技术方案的特 定应用和设计约束条件。 专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方 法来实现所描述的功能, 但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到, 为描述的方便和筒洁, 上述描 述的系统、 装置和单元的具体工作过程, 可以参考前述方法实施例中的对应 过程, 在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中, 应该理解到, 所揭露的系统、 装置和 方法, 可以通过其它的方式实现。 例如, 以上所描述的装置实施例仅仅是示 意性的, 例如, 所述单元的划分, 仅仅为一种逻辑功能划分, 实际实现时可 以有另外的划分方式, 例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个 系统, 或一些特征可以忽略, 或不执行。 另一点, 所显示或讨论的相互之间 的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口, 装置或单元的间接耦合 或通信连接, 可以是电性, 机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作 为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元, 即可以位于一个地方, 或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或 者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外, 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元
中, 也可以是各个单元单独物理存在, 也可以两个或两个以上单元集成在一 个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使 用时, 可以存储在一个计算机可读取存储介质中。 基于这样的理解, 本发明 的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部 分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质 中, 包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机, 服务器, 或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。 而前 述的存储介质包括: U盘、移动硬盘、只读存储器( ROM, Read-Only Memory )、 随机存取存储器(RAM, Random Access Memory ), 磁碟或者光盘等各种可 以存储程序代码的介质。
以上所述, 仅为本发明的具体实施方式, 但本发明的保护范围并不局限 于此, 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内, 可轻易 想到变化或替换, 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此, 本发明的保护 范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims
权利要求
1、 一种色散估计的方法, 其特征在于, 所述方法包括:
计算目标光信号的信号功率的自相关函数, 并获取所述自相关函数的自 相关函数序列;
根据所述自相关函数序列, 确定脉沖位置, 所述脉沖位置与所述自相关 函数的脉沖峰值的位置相对应;
根据所述脉沖位置, 确定所述目标光信号的色散值。
2、 根据权利要求 1 所述的方法, 其特征在于, 在所述目标光信号为非 归零码格式信号的情况下, 在根据目标光信号的信号功率的自相关函数, 确 定自相关函数序列前, 所述方法还包括:
对所述目标光信号进行第一处理, 以消除所述目标光信号的零频干扰。
3、 根据权利要求 1或 2所述的方法, 其特征在于, 在根据目标光信号 的信号功率的自相关函数, 确定自相关函数序列前, 所述方法还包括: 对所述目标光信号进行第二处理, 以消除所述目标光信号的直流分量干 扰。
4、 根据权利要求 1至 3中任一项所述的方法, 其特征在于, 所述根据 所述自相关函数序列, 确定脉沖位置, 包括:
根据所述自相关函数序列, 确定第一自相关函数序列, 所述第一自相关 函数序列包括所述脉沖峰值;
根据所述第一自相关函数序列, 确定所述脉沖位置。
5、 根据权利要求 4所述的方法, 其特征在于, 所述根据所述第一自相 关函数序列, 确定所述脉沖位置, 包括:
根据预设的第一窗口, 对第一自相关函数序列进行第一滑动平均处理; 根据所述第一滑动平均处理后的第一自相关函数序列,确定所述脉沖位 置。
6、 根据权利要求 5所述的方法, 其特征在于, 所述根据所述第一滑动 平均处理后的第一自相关函数序列, 确定所述脉沖位置, 包括:
根据第一序号和第一预设值, 确定第二窗口, 所述第一序号是所述第一 滑动平均处理后的第一自相关函数序列中数值最大的元素的序号;
根据所述第一自相关函数序列和所述第二窗口,确定第二自相关函数序 歹' J ;
根据所述第二窗口, 对所述第二自相关函数序列进行第二滑动平均处 理;
根据所述第二滑动平均处理后的第二自相关函数序列,确定所述脉沖位 置。
7、 根据权利要求 6所述的方法, 其特征在于, 所述根据第一序号和第 一预设值, 确定第二窗口, 包括:
根据第一序号和第一预设值,从所述第一自相关函数序列中确定第一范 围, 所述第一范围以所述第一序号为中心, 所述第一范围的大小与所述第一 预设值相对应;
根据所述第一范围中数值最大的第一元素和第二预设值,从所述第一自 相关函数序列中确定第二范围, 所述第二范围以所述第一元素的序号为中 心, 所述第二范围的大小与所述第二预设值相对应;
根据所述第一元素和所述第二范围中数值第二大的第二元素,确定所述 第二窗口。
8、 根据权利要求 1至 7中任一项所述的方法, 其特征在于, 所述根据 所述脉沖位置, 确定所述目标光信号的色散值, 包括:
η
χ =
2π · SamplingRate · SymbolRate
其中, CD表示色散值, n表示所述脉沖位置在所述自相关函数序列中的 序号, Γ。表示所述目标光信号的初始发射机光脉沖宽度, c表示真空光速, λ 表示所述目标光信号的波长, ^m/^^R 表示模数转换器的采样率, ¾™bo/ ¾fe表示所述目标光信号的符号速率。
9、 一种色散估计的装置, 其特征在于, 所述装置包括:
功率自相关处理单元, 用于计算目标光信号的信号功率的自相关函数, 并获取所述自相关函数的自相关函数序列, 以及向脉沖位置搜索单元传输指 示所述自相关函数序列的信息;
脉沖位置搜索单元, 用于从所述功率自相关处理单元获取指示所述自相 关函数序列的信息, 并根据所述自相关函数序列, 确定脉沖位置, 所述脉沖 位置与所述自相关函数的脉沖峰值的位置相对应, 以及向色散值确定单元传
输指示所述脉沖位置的信息;
色散值确定单元,用于从所述脉沖位置搜索单元获取指示所述脉沖位置 的信息, 并根据所述脉沖位置, 确定所述目标光信号的色散值。
10、 根据权利要求 9所述的装置, 其特征在于, 在所述目标光信号为非 归零码格式信号的情况下, 所述装置还包括:
第一干扰处理单元, 用于对所述目标光信号进行第一处理, 以消除所述 目标光信号的零频干扰。
11、 根据权利要求 9或 10所述的装置, 其特征在于, 所述装置还包括: 第二干扰处理单元, 用于对所述目标光信号进行第二处理, 以消除所述 目标光信号的直流分量干扰。
12、 根据权利要求 9至 11 中任一项所述的装置, 其特征在于, 所述脉 沖位置搜索单元具体用于根据所述自相关函数序列,确定第一自相关函数序 列, 所述第一自相关函数序列包括所述脉沖峰值;
用于根据所述第一自相关函数序列, 确定所述脉沖位置。
13、 根据权利要求 12所述的装置, 其特征在于, 所述脉沖位置搜索单 元具体用于根据预设的第一窗口,对第一自相关函数序列进行第一滑动平均 处理;
用于根据所述第一滑动平均处理后的第一自相关函数序列,确定所述脉 沖位置。
14、 根据权利要求 13所述的装置, 其特征在于, 所述脉沖位置搜索单 元具体用于根据第一序号和第一预设值, 确定第二窗口, 所述第一序号是所 述第一滑动平均处理后的第一自相关函数序列中数值最大的元素的序号; 用于根据所述第一自相关函数序列和所述第二窗口,确定第二自相关函 数序列;
用于根据所述第二窗口,对所述第二自相关函数序列进行第二滑动平均 处理;
用于根据所述第二滑动平均处理后的第二自相关函数序列,确定所述脉 沖位置。
15、 根据权利要求 14所述的装置, 其特征在于, 所述脉沖位置搜索单 元具体用于根据第一序号和第一预设值,从所述第一自相关函数序列中确定 第一范围, 所述第一范围以所述第一序号为中心, 所述第一范围的大小与所
述第一预设值相对应;
用于根据所述第一范围中数值最大的第一元素和第二预设值,从所述第 一自相关函数序列中确定第二范围,所述第二范围以所述第一元素的序号为 中心, 所述第二范围的大小与所述第二预设值相对应;
用于根据所述第一元素和所述第二范围中数值第二大的第二元素,确定 所述第二窗口。
16、 根据权利要求 9至 15中任一项所述的装置, 其特征在于, 所述色
其中, CD表示色散值, n表示所述脉沖位置在所述自相关函数序列中的 序号, Γ。表示所述目标光信号的初始发射机光脉沖宽度, c表示真空光速, λ 表示所述目标光信号的波长, ^m/^^R 表示模数转换器的采样率, ¾™bo/ ¾fe表示所述目标光信号的符号速率。
种色散估计的系统, 其特征在于, 所述系统包括:
总线;
与所述总线相连的处理器;
与所述总线相连的存储器;
其中, 所述处理器通过所述总线, 调用所述存储器中存储的程序, 以用 于计算目标光信号的信号功率的自相关函数, 并获取所述自相关函数的自相 关函数序列;
根据所述自相关函数序列, 确定脉沖位置, 所述脉沖位置与所述自相关 函数的脉沖峰值的出现位置相对应;
根据所述脉沖位置, 确定所述目标光信号的色散值。
18、 根据权利要求 17所述的系统, 其特征在于, 在所述目标光信号为 非归零码格式信号的情况下, 所述处理器通过所述总线, 调用所述存储器中 存储的程序, 以用于对所述目标光信号进行第一处理, 以消除所述目标光信 号的零频干扰。
19、 根据权利要求 17或 18所述的系统, 其特征在于, 所述处理器通过 所述总线, 调用所述存储器中存储的程序, 以用于对所述目标光信号进行第
二处理, 以消除所述目标光信号的直流分量干扰。
20、 根据权利要求 17至 19中任一项所述的系统, 其特征在于, 所述处 理器通过所述总线, 调用所述存储器中存储的程序, 以具体用于根据所述自 相关函数序列, 确定第一自相关函数序列, 所述第一自相关函数序列包括所 述脉沖峰值;
根据所述第一自相关函数序列, 确定所述脉沖位置。
21、 根据权利要求 20所述的系统, 其特征在于, 所述处理器通过所述 总线, 调用所述存储器中存储的程序, 以具体用于根据预设的第一窗口, 对 第一自相关函数序列进行第一滑动平均处理;
用于根据所述第一滑动平均处理后的第一自相关函数序列,确定所述脉 沖位置。
22、 根据权利要求 21所述的系统, 其特征在于, 所述处理器通过所述 总线, 调用所述存储器中存储的程序, 以具体用于根据第一序号和第一预设 值, 确定第二窗口, 所述第一序号是所述第一滑动平均处理后的第一自相关 函数序列中数值最大的元素的序号;
用于根据所述第一自相关函数序列和所述第二窗口,确定第二自相关函 数序列;
用于根据所述第二窗口,对所述第二自相关函数序列进行第二滑动平均 处理;
用于根据所述第二滑动平均处理后的第二自相关函数序列,确定所述脉 沖位置。
23、 根据权利要求 21所述的系统, 其特征在于, 所述处理器通过所述 总线, 调用所述存储器中存储的程序, 以具体用于根据第一序号和第一预设 值, 从所述第一自相关函数序列中确定第一范围, 所述第一范围以所述第一 序号为中心, 所述第一范围的大小与所述第一预设值相对应;
用于根据所述第一范围中数值最大的第一元素和第二预设值,从所述第 一自相关函数序列中确定第二范围,所述第二范围以所述第一元素的序号为 中心, 所述第二范围的大小与所述第二预设值相对应;
用于根据所述第一元素和所述第二范围中数值第二大的第二元素,确定 所述第二窗口。
24、 根据权利要求 17至 23中任一项所述的系统, 其特征在于, 所述处
理器通过所述总线, 调用所述存储器中存储的程序, 以具体用于根据以下公 式确定所述目标光信号的色散值,
2π · SamplingRate · SymbolRate
其中, CD表示色散值, n表示所述色散出现位置在所述自相关函数序列 中的序号, Γ。表示所述目标光信号的初始发射机光脉沖宽度, c表示真空光 速, 表示所述目标光信号的波长, ^m ^R 表示模数转换器的采样率, ¾™bo/ ¾fe表示所述目标光信号的符号速率。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160269108A1 (en) * | 2013-10-22 | 2016-09-15 | Zte Corporation | Method and Device for Estimation of Chromatic Dispersion in Optical Coherent Communication |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3002892A1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-06 | Alcatel Lucent | A method for determining an optical transmission system description |
| US10554299B2 (en) * | 2017-05-09 | 2020-02-04 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Method and apparatus for characterizing a dispersion of an optical medium |
| CN109309532B (zh) * | 2018-11-22 | 2020-07-28 | 烽火通信科技股份有限公司 | 一种色散估计方法、装置及光接收机 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101753217A (zh) * | 2008-11-28 | 2010-06-23 | 富士通株式会社 | 色散监控装置和方法、色散补偿装置 |
| CN102111207A (zh) * | 2011-02-25 | 2011-06-29 | 清华大学 | 高速相移键控(dpsk)光信号的分集探测-联合判决方法和系统 |
| CN102474351A (zh) * | 2009-07-17 | 2012-05-23 | 日本电信电话株式会社 | 波长色散量计算装置、光信号接收装置、光信号发送装置和波长色散量计算方法 |
-
2012
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101753217A (zh) * | 2008-11-28 | 2010-06-23 | 富士通株式会社 | 色散监控装置和方法、色散补偿装置 |
| CN102474351A (zh) * | 2009-07-17 | 2012-05-23 | 日本电信电话株式会社 | 波长色散量计算装置、光信号接收装置、光信号发送装置和波长色散量计算方法 |
| CN102111207A (zh) * | 2011-02-25 | 2011-06-29 | 清华大学 | 高速相移键控(dpsk)光信号的分集探测-联合判决方法和系统 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160269108A1 (en) * | 2013-10-22 | 2016-09-15 | Zte Corporation | Method and Device for Estimation of Chromatic Dispersion in Optical Coherent Communication |
| US9729232B2 (en) * | 2013-10-22 | 2017-08-08 | Zte Corporation | Method and device for estimation of chromatic dispersion in optical coherent communication |
Also Published As
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 201280001461.X Country of ref document: CN |
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| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 12882170 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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| NENP | Non-entry into the national phase |
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| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 12882170 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |



